DE2950369C2 - Circuit arrangement for shifting the output current range of an operational amplifier - Google Patents
Circuit arrangement for shifting the output current range of an operational amplifierInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Verschiebung des Ausgangsstrombereiches eines Operationsverstärkers. The invention relates to a circuit arrangement for shifting the output current range of an operational amplifier.
Verwendet man den Ausgangsstrom eines Operationsverstärkers unmittelbar als Stellgröße in einer Regel- oder Steuerschaltung, so erhält man einen Stellstrombereich, der bei den handelsüblichen Operationsverstärkern von den Endpunkten —10 mA und + 10 mA begrenzt istIf the output current of an operational amplifier is used directly as a manipulated variable in a Regulating or control circuit, a control current range is obtained that is the same as for commercially available operational amplifiers is limited by the endpoints -10 mA and + 10 mA
In einer Vielzahl von Anwendungsfällen sind jec ι nur Stellströme zu gebrauchen, die während des Regelvorganges ausschließlich in einer Richtung fließen. In einem solchen Anwendungsfall käme nur die Hälfte des Ausgangsstrombereiches eines Operationsverstärkers als Stellstrombereich in Frage, nämlich entweder der Bereich zwischen —10 mA und 0 mA oder zwischen OmA und +1OmA.In a variety of applications are jec ι only to use actuating currents that flow exclusively in one direction during the control process. In such an application, only half of the output current range of an operational amplifier would come as the control current range in question, namely either the range between -10 mA and 0 mA or between OmA and + 10mA.
Um den als Stelistrombereich nutzbaren Ausgangsstrombereich eines Operationsverstärkers wieder zu vergrößern, kannte dem Operationsverstärker eine Transistorstufe nachgeschaltet werden. Derartige Anordnungen sind bekannt. So ist ζ. Γ in der Druckschrift »Schaubeispiele mit Operationsverstärkern« vom November 1975 der Firma Thomson-CFF auf Seite 8 eine Leistungsstufe mit einem Operationsverstärker abgebildet Bei dieser bekannten Anordnung wird die Basis eines Leistungstransistors durch den Ausgangsstrom eines Operationsverstärkers angesteuert Ein Teil des Emitterstromes des Transistors kann als Stellstrom in einer Regel- oder Steuerschaltung verwendet werden, wobei die Vergrößerung des Stellstrombereiches von der Stromverstärkung des Transistors abhängtAround the output current range that can be used as the actuating current range To enlarge an operational amplifier again, the operational amplifier knew one Transistor stage are connected downstream. Such arrangements are known. So is ζ. Γ in the pamphlet "Examples with operational amplifiers" from November 1975 the company Thomson-CFF on page 8 shows a power stage with an operational amplifier In this known arrangement, the base of a power transistor is determined by the output current of an operational amplifier controlled A part of the emitter current of the transistor can be used as a control current in a regulating or control circuit can be used, the enlargement of the actuating current range of the current gain of the transistor depends
Aus der DE-PS 18 08 888 ist ein Differenzverstärker bekannt bei dem zwei Eingangssignate zunächst in zu ihnen proportinale Ströme umgewandelt werden. So dann wird mit einem Transistor die Differenz dieser Ströme gebildet und über einen Widerstand geleitet, dessen einer Anschluß mit dem positiven Po! der Versorgungsspannungsquelle des Verstärkers verbunden ist. Der Spannungsabfall an diesem Widerstand ist die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers.From DE-PS 18 08 888 a differential amplifier is known in which two input signals initially in to proportional currents are converted to them. So then with a transistor the difference is this Currents are formed and passed through a resistor, one of which is connected to the positive Po! the Supply voltage source of the amplifier connected is. The voltage drop across this resistor is the output voltage of the differential amplifier.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Vergrößerung des positiven oder negativen Ausgangsstrombereiches eines Operationsverstärkers anzugeoen, otine dabei Iransistoren zu verwenden.The invention has for its object to provide an arrangement for enlarging the positive or negative output current range of an operational amplifier, otine transistors too use.
Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches gelöst. Anhand der Figuren und eines Anwendungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden. DieThis object is achieved by an arrangement with the characterizing features of the claim. The invention is to be explained in more detail with the aid of the figures and an application example. the
F i g. 1 zeigt die bekannte Anordnung zur Vergrößerung des Stellstrombereiches. DieF i g. 1 shows the known arrangement for increasing the actuating current range. the
F i g. 2 zeigt ein Anwendungsbeispiel der Erfindung.F i g. 2 shows an application example of the invention.
In der bekannten Anordnung nach F i g. 1 ist mit 14 ein Operationsverstärker bezeichnet, dessen Ausgangsleitung 15 an die Basis eines Transistors 17 geführt ist.In the known arrangement according to FIG. 1, 14 denotes an operational amplifier, the output line of which 15 is led to the base of a transistor 17.
Kollektor- und Eiritteranschluß des Transistors 17 sind an eine Spanmingsquelle mit den Anschlußklemmen 19 und 20 angeschlossen. Das Eingangssignal wird an die Klemme 13 gelegt während das Ausgangssignal an der Klemme 18 abgegriffen wird.The collector and Eiritter connection of the transistor 17 are to a voltage source with the terminals 19 and 20 connected. The input signal is applied to terminal 13 while the output signal is applied to the Terminal 18 is tapped.
In Fig.2 regelt ein Operationsverstärker 4 den Spannungsabfall an einem veränderbaren Lastwiderstand !2 auf einen Wert, der der am nicht invertierenden Eingang 3 anliegenden positiven Spannung proportinal ist Der Proportionalitätsfaktor ist von den ofroschen Widerständen 10 und 11 abhängig. Der Operationsverstärker 4 hält den Spannungsabfall über dem Lastwiderstand 12 dadurch konstant daß bei kleineren Widerstandswerten dieses Widerstandes der Strom über die Leitung 8 in der angegebenen Richtung erhöht wird. Ohne den erfindungsgemäßen Anschluß für eine zusätzliche Spannungsquelle und den zusätzlichen Widerstand 2 müßte der Ausgangsstrom des Operationsverstärkers mindestens so groß sein wie der Strom durch den Lastwiderstand 12. Die Ströme, die jedoch am Ausgang der z.Zt erhältlichen Operationsverstärker auftreten dürfen, liegen, wie schon eingangs erwähnt bei 10 mA. Wegen dieser Strombegrenzung versagt die Regelschaltung ohne die erfindungsgemäßen Zusätze, wenn zur Aufrechterhaltung des gewünschten Spannungsabfalles ein Strom größer als 10 mA nötig ist, also bei kleinen Lastwiderständen.In FIG. 2, an operational amplifier 4 regulates the voltage drop across a variable load resistor ! 2 to a value that is proportional to the positive voltage applied to the non-inverting input 3 is The proportionality factor is dependent on the Ofro's resistances 10 and 11. The operational amplifier 4 keeps the voltage drop across the load resistor 12 constant in that with smaller resistance values of this resistance, the current via line 8 is increased in the direction indicated. Without the connection according to the invention for an additional voltage source and the additional Resistor 2, the output current of the operational amplifier should be at least as large as the current through the load resistance 12. The currents, however, at the output of the operational amplifier currently available may occur, are, as already mentioned at the beginning, at 10 mA. Because of this current limitation, the Control circuit without the additions according to the invention, if to maintain the desired voltage drop a current greater than 10 mA is required, so with small load resistances.
Bei der Erfindung wird der Umstand ausgenutzt daß der Ausgang des Operationsverstärkers 4 sowohl Stromquelle als auch Stromsenke sein kann. Durch einen Pol 1 einer zusätzlichen Spannungsquelle wird über den Widerstand 2 dem von den Leitungen 5, 6, 7 und 8 gebildeten Knoten zusätzlich Strom zugeführt, und zwar in der eingezeichneten Richtung, wenn die Spannung an der Klemme 1 über dem (positiven) Sollwert der Ausgangsspannung liegtIn the invention, the fact is used that the output of the operational amplifier 4 both Power source and current sink can be. A pole 1 of an additional voltage source is Additional current is supplied via resistor 2 to the node formed by lines 5, 6, 7 and 8, in the direction shown if the Voltage at terminal 1 is above the (positive) setpoint of the output voltage
Dieser Strom und der Ausgangsstrom des Operationsverstärkers addieren sich — wenn man von dem in der Regel vernachlässigbar kleinen Strom über die Leitung 6 absieht — und bestimmen gemeinsam den Strom auf der Leitung 8 zus Aufrschterhaiiung der Ausgangsspannung. Da der Ausgangsstrom des Operationsverstärkers, bezogen auf die eingezeichnete Richtung auf der Leitung 5, auch negativ werden kann, und zwar wiederum bis zu 1OmA, hat die Anordnung einerseits die Möglichkeit, den Ausgangsstrom auf der Leitung 8 — bei passender Bemessung des Potentials am Pol 1 und des Widerstandes 2 — auf sehr kleine, positive Werte herunterzudrücken und ihn andererseits auf nahezu + 20 mA tu erhöhen.This current and the output current of the operational amplifier add up - if one of the usually negligible current across the Line 6 refrains - and together determine the Power on line 8 to keep the Output voltage. Because the output current of the operational amplifier, based on the direction shown on the line 5, can also be negative, again up to 10 mA, has the arrangement on the one hand the possibility of the output current on the line 8 - with suitable dimensioning of the potential at the pole 1 and the resistor 2 - to push it down to very small, positive values and on the other hand it increase to almost + 20 mA tu.
Der Widerstand 2 und die Spannungsquelle 1 bewirken also das gleiche wie eine Schaitung ohne diese beiden Bauteile, bei der jedoch der Operationsverstärker 4 einen nahezu verdoppelten Ausgangsstrom liefern kann. In dem durch F i g. 2 dargestellten Regelkreis ist damit auch der Stelistrombereich durch den Widerstand 2 und die zusätzliche Spannungsquelle 1 verdoppelt worden.The resistor 2 and the voltage source 1 thus have the same effect as a circuit without these two components, in which, however, the operational amplifier 4 can supply an output current that is almost doubled. In the by F i g. The control loop shown in FIG. 2 has thus also doubled the actuating current range through the resistor 2 and the additional voltage source 1.
Im geschilderten Beispiel ist durch die Spannungsquelle 1 und den Widerstand 2 der Ausgangsstrombereich des Operationsverstärkers zwischen —10 mA und +10 mA zum Bereich von 0 mA bis 20 mA verschoben worden. Durch eine andere Bemessung des Potentials am Pol 1 und eine andere Bemessung des Widerstandes 2 ist jede beliebige Verschiebung möglich. Sc wäre z. B. bei Ansteuerung eines Transistors eine Verschiebung geeigneter, die auch noch geringe negative Ströme zuläßt, um den Transistor sicher zu sperren.In the example shown, the output current range is through the voltage source 1 and the resistor 2 of the operational amplifier between -10 mA and +10 mA has been shifted to the range from 0 mA to 20 mA. By a different measurement of the potential Any shift is possible at pole 1 and a different dimensioning of the resistor 2. Sc would be e.g. B. when driving a transistor a more suitable shift that also has low negative currents allows to lock the transistor safely.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (1)
Priority Applications (1)
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| DE19792950369 DE2950369C2 (en) | 1979-12-14 | 1979-12-14 | Circuit arrangement for shifting the output current range of an operational amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE19792950369 DE2950369C2 (en) | 1979-12-14 | 1979-12-14 | Circuit arrangement for shifting the output current range of an operational amplifier |
Publications (2)
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| DE2950369A1 DE2950369A1 (en) | 1981-06-19 |
| DE2950369C2 true DE2950369C2 (en) | 1982-04-29 |
Family
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Family Applications (1)
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1979
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Also Published As
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| DE2950369A1 (en) | 1981-06-19 |
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