DE3813532A1 - Umschaltbarer differenzverstaerker - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen umschaltbaren Differenzver­ stärker der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

In der Meßtechnik, besonders bei Oszilloskopen benötigt man Schalter für hohe Frequenzen. Solche Schalter lassen sich mit Hilfe von Differenzverstärkern herstellen. Aus Tietze/Schenk, Springer Verlag 1985, Seite 731 ist ein Breitbandmultiplexer bekannt, der zwei symmetrisch aufgebaute Differenzverstärkerstufen besitzt, bei denen die beiden Emitter beider Stufe über je einen Strom­ gegenkopplungswiderstand mit einem Sperrtransistor verbunden sind. Die Kollektor-Emitter-Strecke der beiden Sperrtransistoren liegt in der Verbindung zwischen den Differenzverstärkerstufen und einer gemeinsamen Kon­ stantstromquelle. Die Sperrtransistoren sind so steuer­ bar, daß wechselweise einer von Ihnen nicht sperrt und die über ihn mit Strom versorgte Differenzverstärker­ stufe einschaltet. Alle Differenzverstärkerstufen besitzen einen gemeinsamen Ausgang.

Ein derartiger Multiplexer eignet sich als Modulator, Demodulator, Phasendetektor oder Kanalumschalter. Aufgabe der Erfindung ist es, die Schaltung dahingehend zu verbessern, daß sie auch in Verbindung mit einem Meßbereichsschalter zur Anwendung kommen kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

Da die Differenzverstärkerstufen mit einem eingeprägten Strom betrieben werden, läßt sich ihre Verstärkung auf einfache Weise durch unterschiedliche Stromgegen­ kopplungswiderstände variieren. Bei dem vorgesehenen Meßbereichsschalter kommen mindestens drei Differenzver­ stärkerstufen mit unterschiedlicher Verstärkung zur Anwendung, von denen aber jeweils nur eine wahlweise über den zugehörigen Sperrtransistor eingeschaltet ist.

Gegenüber konventionellen mit gesteuerten Reed-Relais arbeitenden Meßbereichsschaltern ist es ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltung, daß nicht nur eine Umschaltung erfolgt, sondern gleichzeitig auch eine Signalverstärkung erzielbar ist. Weiterhin läßt sich der Differenzverstärker in Verbindung mit einer integrierten Schaltung aufbauen und z.B. auf einem Analog-Array anordnen. Die Schaltung läßt sich somit durch rationelle Fertigungstechniken herstellen und auf kleinstem Raum unterbringen.

Eine wesentliche Verbesserung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, die drei Differenzverstärkerstufen von nur zwei Steuereingängen aus zu steuern. Diese Maßnahme ist deshalb von Bedeutung, weil bei einem integrierten Halbleiter, z.B. einem Analog-Array, nur eine begrenzte Zahl von außen zugänglicher Anschlüsse realisierbar ist. Bei komplizierten Schaltungen muß also auf eine sparsame Belegung der Anschlüsse geachtet werden. Die Steuereingänge der drei Sperrtransistoren sind deshalb über eine Hilfsstufe so miteinander verknüpft, daß das zwei Pegel besitzende, von einer Steuerschaltung abgegebene Steuersignal jeweils die beiden anderen Sperrtransistoren schließt, sobald einer der Sperrtransistoren geöffnet ist.

Ein zweckmäßiger Schaltungsaufbau wird dadurch erzielt, daß die Sperrtransistoren mit ihrem Kollektor-Emitter- Zweig zwischen die Konstantstromquellen und die jewei­ lige Differenzverstärkerstufe eingefügt sind und die Basis jedes Sperrtransistors über einen Spannungsteiler an einer Vorspannung liegt, die den Sperrtransistor öffnet. Die Vorspannung wird jedoch durch eine Steuer­ spannung überlagert, die entweder den Wert "Null" (Open Collector) hat oder einen Wert besitzt, der die Sperr­ transistoren sperrt. Der Basis von jeweils zwei Sperr­ transistoren wird eine die Sperrung bewirkende Steuer­ spannung unmittelbar zugeführt, während sie dem dritten Sperrtransistor über eine Hilfsstufe zugeführt ist.

Die Hilfsstufe wird mit Hilfe eines Transistors gebil­ det, der mit seiner Basis an einem zwischen den beiden Steuereingängen liegenden Spannungsteiler angeschlossen ist und dessen Emitter an einer die Sperrung bewirkenden Spannung liegt. Sein Kollektor ist an der Basis des dritten Sperrtransistors angeschlossen und der Span­ nungsteiler so dimensioniert, daß der Transistor sperrt, sobald an beiden Steuereingängen eine entsprechende Spannung liegt.

Um die Temperaturstabilität der Schaltung zu erhöhen, ist es zweckmäßig die Konstantstromquelle als Strom­ spiegel aufzubauen. Ein gutes Frequenzverhalten läßt sich durch eine Kaskode erzielen, die den Ausgang der Differenzverstärkerstufen bildet.

In Verbindung mit einem Meßbereichsschalter ist es günstig, die Verstärkung der einzelnen Differenzver­ stärkerstufen so festzulegen, daß sich ein Spannungsver­ hältnis von 1 : 1, 1 : 2 und 1 : 5 ergibt. Dieses Teilungsver­ hältnis ermöglicht in Verbindung mit einer dekadischen Spannungsteilung eine vorteilhafte Ausbildung verschie­ dener Meßbereiche.

Zur Anpassung des Meßsignals an den vom Differenzver­ stärker aufnehmbaren Signalbereich ist es erforderlich einen Meßbereichsschalter vorzuschalten, der hohe Spannungen mit Hilfe eines Spannungsteilers auf zulässige Werte herabsetzt. Um auch diesen zumindest weitgehend in die integrierte Schaltung mit einbeziehen zu können, sollen als Schalter Transistoren dienen. Von bekannten als Schalter verwendeten Emitterfolgern unterscheidet sich die vorgeschlagene Schaltung in vorteilhafter Weise zunächst dadurch, daß die zu schal­ tende Spannung, die in diesem Fall vom Spannungsteiler kommt, nicht dem Kollektor, sondern der Basis des Schalttransistors zugeführt ist. Auf das Meßsignal bleibt das ohne Einfluß, weil der Emitterfolger ein Verstärkungsverhältnis von 1 : 1 gewährleistet. Für das Ein- und Ausschalten des Schalttransistors sorgt ein mit dem Steuersignal beaufschlagter Steuertransistor, der zum Sperren des Schalttransistors dessen Basis auf Sperrpotential zieht. Ein zweiter Schalttransistor, der eine vom Meßsignal abgeleitete Teilspannung an einem Spannungsteiler abgreift, arbeitet mit demselben Emitterwiderstand wie der erste Schalttransistor. Hierdurch wird ohne weitere Maßnahmen für einen gemein­ samen, mit dem Eingang des Differenzverstärkers zu verbindenden Ausgang gesorgt.

Auch hier ist es wiederum von Vorteil, im Hinblick auf die integrierte Schaltung, die Zahl der Steuereingänge möglichst niedrig zu halten. Das Zusammenlegen zweier Steuereingänge wird dadurch ermöglicht, daß dem zweiten Steuertransistor ein Inverter vorgeschaltet ist, der das von der Steuerschaltung kommende Signal so invertiert, daß der ihm zugeordnete zweite Schalttransistor sperrt, wenn der erste Schalttransistor geöffnet ist. Die Umkehrung gilt entsprechend. Auf diese Weise ist es möglich, mit nur einem, zwei Zustände bzw. Pegel kennen­ den Steuersignal, gezielt, sowohl den ersten als auch den zweiten Schalttransistor, zu betätigen.

Um in Verbindung mit dem Differenzverstärker ein vor­ teilhaftes Gesamtübersetzungsverhältnis zu erzielen, ist es zweckmäßig mit dem ersten Schalttransistor eine Spannungsübersetzung von 1 : 1 und mit dem zweiten Schalt­ transistor eine Spannungsübersetzung von 10 : 1 zu ver­ wirklichen.

Zur Realisierung der Schaltung mit Hilfe eines Analog-Arrays ist es von Vorteil alle Transitoren der Schaltung vom gleichen Typ zu wählen, wobei man vorzugs­ weise NPN-Transistoren verwenden wird. Auch die Zahl der einsetzbaren Widerstände ist in diesem Fall begrenzt, was bei der Dimensionierung der Schaltung berücksichtigt werden muß.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnun­ gen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 Einen Meßbereichsschalter mit zwei Steuerein­ gängen,

Fig. 2 einen Meßbereichsschalter mit einem gemeinsamen Steuereingang,

Fig. 3 eine den Meßbereichsschalter ergänzende Differenzverstärkergruppe mit umschaltbaren Differenzverstärkerstufen unterschiedlicher Verstärkung.

Wie Fig. 1 zeigt, besitzt der Meßbereichsschalter in seinem Grundaufbau zwei als Emitterfolger arbeitende Schalttransistoren Q 12, Q 18 mit einem gemeinsamen Ausgang F und einem an -5 Volt liegenden gemeinsamen Emitterwiderstand R 20. Während der Kollektor jedes der beiden Schalttransistoren Q 12, Q 18 an einer Kollektor­ spannung VCC liegt, ist die Basis jeweils über einen Widerstand R 17, R 21 mit einem Eingangsanschluß 15 verbunden. Weiterhin ist die Basis-Emitter-Strecke von beiden Schalttransistoren Q 12, Q 18 mit dem in Reihe liegenden Emitter-Widerstand R 20 durch die Kollektor- Emitter-Strecke eines Steuertransistors Q 13, Q 19 mit einem in Reihe liegenden weiteren Emitter-Widerstand R 48, R 34 überbrückt. Die Basis liegt bei beiden Steuer­ transistoren Q 13, Q 19 über einen Spannungsteiler R 18, R 19; R 22, R 31 an einem Steuereingang 14; 11.

An den Steuereingängen 14; 11 des Meßbereichsschalters liegt das Ausgangssignal einer elektronischen Steuer­ schaltung, die für die automatische Meßbereichsumschal­ tung verantwortlich ist. Sie sorgt dafür, daß in Ab­ hängigkeit von der Größe des Meßsignals der jeweils richtige Meßbereich eingeschaltet wird. Schaltungen dieser Art sind bekannt und deshalb nicht näher darge­ stellt. Für die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schaltung ist lediglich das Ausgangssignal der Steuer­ schaltung von Bedeutung, das sich zwischen einem auf Null-Potential liegenden Pegel und -5 Volt ändern kann. Gelangt an die Basis der beiden Steuertransistoren Q 13, Q 19 Null-Potential, so fließt ein Strom über die Basis-Emitter-Strecke, öffnet den Steuertransistor und zieht dadurch die Basis der Schalttransistoren Q 12, Q 19 auf Sperrpotential. Soll also einer der beiden Schalt­ transistoren auf Durchlaß geschaltet werden, so muß an die Basis des zugehörigen Steuertransistors über den zugehörigen Steuereingang der Pegel von -5 Volt ge­ langen. Hierdurch wird der Steuertransistor gesperrt und läßt damit den Basis-Emitter-Kreis des Schalttransistors unbeinflußt.

Mit Hilfe der Steuerschaltung kann nach Bedarf der erste Schalttransistor Q 12 oder der zweite Schalttransistor Q 18 auf Durchgang geschaltet werden. Beide Transistor­ stufen besitzen eine Verstärkung von 1 : 1. Während jedoch der erste Schalttransistor Q 12 unmittelbar über den Vorwiderstand R 17 an dem Eingangsanschluß 15 anliegt, bildet der mit diesem ebenfalls verbundene Vorwiderstand R 21 mit einem weiteren Widerstand R 23, der auf Null-Po­ tential gelegt ist, einen Spannungsteiler von 10 : 1. Somit wird bei einem Teilerverhältnis von 1 : 1 der erste Schalttransistor Q 12 und bei einem Teilerverhältnis von 10 : 1 der zweite Schalttransistor Q 18 auf Durchlaß geschaltet.

Es bedarf keiner weiteren Erläuterung, daß an den gemeinsamen Emitter-Widerstand R 20 weitere Emitter­ folgerstufen zur Erzielung anderer Spannungsteilerver­ hältnisse anschließbar sind. Bei einem Spannungsteiler­ verhältnis von 100 : 1 sind die an den Spannungsteiler­ widerständen anliegenden Spannungen allerdings so hoch, daß es sich nicht empfiehlt, diese in eine integrierte Schaltung einzuschleifen. Es ist deshalb vorgesehen, den zugehörigen Spannungsteiler konventionell mit Hilfe eines außerhalb der integrierten Schaltung angeordneten Spannungsteilers R 5, R 9 und einem Relais mit den Schalt­ strecken S 1, S 2 zu realisieren. Bei einem geforderten Teilerverhältnis von 100 : 1 ist der Schalter S 1 ge­ schlossen und der Schalter S 2 geöffnet und der Strom fließt über den Schalttransistor Q 12 zum Ausgang F. Ein Teilerverhältnis von 1000 : 1 ließe sich erzielen, wenn zusammen mit der Schaltstrecke S 1 der Schalttransistor Q 18 auf Durchlaß geschaltet ist.

Die Schaltung nach Fig. 2 ist gegenüber der Schaltung nach Fig. 1 insoweit verbessert, als sie mit nur einem Steuereingang 14 für beide Steuertransistoren Q 13, Q 19 auskommt. Hierzu liegt die Basis des zweiten Steuertran­ sistors Q 19 über einen Vorwiderstand R 25 an einem Kollektorwiderstand R 24 einer Inverterstufe mit einem Transistor Q 20, dessen Emitter auf -5 Volt und dessen Basis über einen Vorwiderstand R 26 an dem gemeinsamen Eingang 14 liegt. Der Inverter Q 20 sorgt dafür, daß der zweite Steuertransistor Q 19 immer dann gesperrt ist, wenn der erste Steuertransistor Q 13 auf Durchgang geschaltet ist. Da ohnehin immer nur einer der beiden Schalttransistoren Q 12, Q 19 eingeschaltet sein darf, gelingt hierdurch auf einfache Weise die Einsparung eines Eingangsanschlusses.

Eine wesentliche Verbesserung des Meßbereichsschalters wird mit Hilfe der Schaltung nach Fig. 3 erzielt. Es handelt sich hierbei um drei symmetrisch aufgebaute Differenzverstärkerstufen, deren Emitter über Strom­ gegenkopplungswiderstände R 3 bis R 8 mit einer Konstant­ stromquelle Q 16, Q 17 verbunden sind. Letztere ist als Stromspiegel aufgebaut und gewährleistet damit eine gute Temperaturstabilität. Jede Differenzverstärkerstufe I, II, III besitzt zwei Gegenkopplungswiderstände R 3, R 4; R 5, R 6; R 7, R 8 die sich in ihrem Wert von dem der anderen beiden Differenzverstärkerstufen unterscheiden. Hier­ durch ergibt sich eine unterschiedliche Gegenkopplung und damit eine unterschiedliche Verstärkung der einzel­ nen Differenzverstärkerstufen. Alle Differenzverstärker­ stufen liegen mit ihrem durch die Basis der Transistoren Q 3, Q 5, Q 7 gebildeten ersten Differenzeingang am Ausgang F der vorbeschriebenen Schaltung. Mit ihrem durch die Basis der Transistoren Q 4, Q 6, Q 8 gebildeten zweiten Differenzeingang liegen sie am Emitter eines als Emitterfolger geschalteten Transistors Q 21, mit einem Basiswiderstand R 28 und einem Ausgangswiderstand R 27.

Die Kollektoren der Transistoren Q 3, Q 5, Q 7 liegen gemeinsam am Emitter eines Kakodetransistors Q 1, der mit seinem Kollektor über einen Widerstand R 38 an die Basis eines weiteren Emitterfolgers Q 15 und dieser zum ersten Differenzausgang G geführt ist. Der zweite Ausgang für alle Differenzverstärkerstufen mit den Transistoren Q 4, Q 6, Q 8 führt über eine zweite Kaskode mit dem Transistor Q 2 und einen Widerstand R 39 zur Basis eines weiteren Emitterfolgers Q 14 zum zweiten Differenzausgang H. Die Basen der beiden Kaskodetransistoren Q 1, Q 2 sind mitei­ nander verbunden und an einem Spannungsteiler R 51, R 16 angeschlossen, der einerseits an der Versorgungsspannung VCC und andererseits auf Null-Potential liegt. Die Kollektoren der beiden Kaskadetransistoren Q 1, Q 2 sind über Widerstände R 1, R 2 und eine Transistorstufe Q 22 ebenfalls mit der Versorgungsspannungsquelle VCC verbun­ den.

Jede der aus zwei Transistoren Q 3, Q 4; Q 5, Q 6; Q 7, Q 8 bestehenden Differenzverstärkerstufen I, II, III ist über ihre Gegenkopplungswiderstände R 3, R 4; R 5, R 6; R 7, R 8 nicht unmittelbar, sondern über die Kollektor-Emitter- Strecke eines Sperrtransistors Q 10, Q 11, Q 9 mit der Konstantstromquelle Q 16, Q 17 verbunden. Dabei liegt der Emitter der Sperrtransistoren an der Konstantstromquelle während sein Kollektor jeweils mit den beiden zuge­ hörigen Gegenkopplungswiderständen verbunden ist. Die Basen der drei Sperrtransistoren Q 10, Q 11, Q 9 sind an je einem Spannungsteiler R 42, R 43; R 44, R 45; R 46, R 47 ange­ schlossen, der mit einem Ende an -5 Volt und mit dem anderen Ende an Null-Potential liegt. Weiterhin ist die Basis des Sperrtransistors Q 10 mit einem Steuereingang 17 und die Basis des Sperrtransistors Q 11 mit einem Steuereingang 16 unmittelbar verbunden. Zwischen beiden Steuereingängen 16, 17 liegt ein Spannungsteiler R 49, R 50, an dem die Basis eines eine Hilfsstufe bildenden Transistors Q 23 angeschlossen ist, dessen Emitter auf -5 Volt und dessen Kollektor an der Basis des dritten Sperrtransistors Q 9 liegt.

Ausgehend von der Steuerschaltung ist es möglich den Steuereingängen 16, 17 einen Signalpegel von -5 Volt zuzuführen, der sich der Vorspannung der Sperrtran­ sistoren Q 10, Q 11 überlagert und diese sperrt. In diesem Fall sperrt auch die durch den Transistor Q 23 gebildete Hilfsstufe, da sowohl an der Basis wie auch am Emitter des Transistors -5 Volt liegen. Der Basis des dritten Sperrtransistors Q 9 wird somit kein Sperrpotential zugeführt, so daß er auf Durchgang schaltet. In diesem Fall wird also nur die dritte Differenzverstärkerstufe III mit Strom versorgt, so daß nur diese eingeschaltet ist und über ihre Stromgegenkopplungswiderstände R 7, R 8 das jeweilige Verstärkungsverhältnis bestimmt.

Die Schaltung wird so gesteuert, daß jeweils nur eine der Differenzverstärkerstufen eingeschaltet ist. Hierzu müssen die beiden Steuereingänge 16, 17 wahlweise mit einem zweiten Eingangspegel von 0 Volt (Open Collector) beaufschlagbar sein. Liegt dieser Pegel z.B. am Steuer­ eingang 17, so bleibt die am ersten Sperrtransistor Q 10 anliegende Vorspannung unverändert und schaltet diesen auf Durchgang. Gleichzeitig wird auch die Hilfsstufe mit dem Transistor Q 23 auf Durchgang geschaltet, da seine Basis positives Potential erhält. Die Basis des dritten Sperrtransistors Q 9 wird hierdurch auf Sperrpotential von -5 Volt gelegt, das zu seiner Sperrung führt. Analoge Verhältnisse ergeben sich, sobald am Steuerein­ gang 16 0 Volt anliegen.

Selbstverständlich könnte man auf die Hilfsstufe mit dem Spannungsteiler R 49, R 50 und dem Transistor Q 23 ver­ zichten, wenn man auch die Basis des dritten Sperrtran­ sistors Q 9 mit einem eigenen Steuereingang verbinden würde. Da jedoch bei dem verwendeten Analog-Array nur eine geringe Zahl externer Anschlüsse zur Verfügung steht, ist es ein wesentlicher Vorteil durch die Hilfs­ stufe einen Anschluß zu sparen. Für die Schaltung ergibt sich folgende Wahrheitstabelle:

Bei Verwendung von Differenzverstärkerstufen in Verbin­ dung mit einem Meßbereichsschalter ergibt sich der Vorteil, daß nicht nur eine Umschaltung des Meßbereiches erfolgt, sondern gleichzeitig auch eine Signalverstär­ kung erzielbar ist.

Claims (10)

1. Umschaltbarer Differenzverstärker mit mindestens zwei symmetrisch aufgebauten Differenzverstärkerstufen, bei denen die beiden Emitter einer Stufe über je einen Stromgegenkopplungswiderstand mit einem Sperrtransistor verbunden sind, der seinerseits an einer für die Differenzverstärkerstufen gemeinsamen Konstantstrom­ quelle liegt und die Sperrtransistoren über eine Steuer­ schaltung so gesteuert sind, daß wechselweise ein Sperrtransistor nicht sperrt und die über ihn mit Strom versorgte Differenzverstärkerstufe einschaltet und daß alle Differenzverstärkerstufen an einen gemeinsamen Ausgang liegen, dadurch gekennzeichnet, daß alle Differenzverstärkerstufen (I, II, III) auch einen gemein­ samen Eingang (F) besitzen, die Stromgegenkopplungs­ widerstände (R 3 bis R 8) verschiedener Differenzver­ stärkerstufen (I, II, III) unterschiedliche Werte auf­ weisen und mindestens drei Differenzverstärkerstufen (I, II, III) vorgesehen sind, von denen aber jeweils nur eine wahlweise über den zugehörigen Sperrtransistor (Q 9 bis Q 11) eingeschaltet ist.

2. Umschaltbarer Differenzverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für drei Sperrtran­ sistoren (Q 9 bis Q 11) nur zwei Steuereingänge (16, 17) zum Aus- und Einschalten zur Verfügung stehen und eine Hilfsstufe (Q 23) am Eingang eines der drei Sperrtran­ sistoren (Q 9) so eingefügt ist, daß dieser sperrt, sobald einer der beiden anderen Sperrtransistoren (Q 10, Q 11) geöffnet ist.

3. Umschaltbarer Differenzverstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrtransistoren (Q 9 bis Q 11) mit ihrem Kollektor- Emitter-Zweig zwischen die Konstantstromquelle (Q 16, Q 17) und die jeweilige Differenzverstärkerstufe (I, II, III) eingefügt sind und die Basis jedes Sperrtransistors (Q 9 bis Q 11) über einen Spannungsteiler (R 42, R 43 bis R 46, R 47) an einer Vorspannung liegt, die den Sperrtransistor (Q 9 bis Q 11) öffnet, diese Vorspannung jedoch durch eine Steuerspannung überlagert ist, die entweder den Wert (open collector) "Null" hat oder einen Wert besitzt, der die Sperrtransistoren (Q 9 bis Q 11) sperrt, wobei die eine Sperrung bewirkende Steuerspannung (-5 Volt), ausgehend von den beiden Steuereingängen (16, 17) der Basis von jeweils zwei Sperrtransistoren (Q 10, Q 11) unmittelbar zugeführt ist, während sie dem dritten Sperrtransistor (Q 9) über die Hilfsstufe (Q 23) zugeführt ist.

4. Umschaltbarer Differenzverstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Hilfsstufe bildender Transistor (Q 23) mit seiner Basis an einem zwischen den beiden Steuereingängen (16, 17) liegenden Spannungsteiler (R 49, R 50) ange­ schlossen ist, sein Emitter an einer die Sperrung bewirkenden Spannung (-5 Volt) liegt und sein Kollektor an der Basis des dritten Sperrtransistors (Q 9) ange­ schlossen ist und der Spannungsteiler (R 49, R 50) so dimensioniert ist, daß der Transistor (Q 23) der Hilfs­ stufe sperrt, sobald an beiden Steuereingängen (16, 17) eine entsprechende Spannung (-5 Volt) liegt.

5. Umschaltbarer Differenzverstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstantstromquelle (Q 16, Q 17) als Stromspiegel und der gemeinsame Ausgang der Differenzverstärkerstufe (I, II, III) als Kaskode (Q 1, Q 2, Q 22) aufgebaut ist.

6. Umschaltbarer Differenzverstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromgegenkopplungswiderstände (R 3 bis R 8) so dimensioniert sind, daß die drei Differenzverstärker­ stufen (I, II, III) Spannungsverhältnisse von 1 : 1, 1 : 2 und 1 : 5 zwischen Ein- und Ausgangsspannung vorgeben.

7. Umschaltbarer Differenzverstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem gemeinsamen Eingang (F) der drei Differenzver­ stärkerstufen (I, II, III) ein Meßbereichsschalter zur automatischen Meßbereichseinstellung mit seinem Ausgang angeschlossen ist, und dieser in Abhängigkeit von den Signalen der Steuerschaltung jeweils unterschiedliche den jeweiligen Meßbereich vorgebende Spannungsteiler­ widerstände (R 22, R 23) über Schalttransistoren (Q 12, Q 18) mit dem Eingang (F) verbindet und je eine der an den Spannungsteilerwiderständen (R 21, R 23) abgegriffenen Teilerspannungen der Basis des als Emitterfolger arbei­ tenden Schalttransistors (Q 12, Q 18) zugeführt ist, daß alle Emitter dieser Schalttransistoren (Q 12, Q 18) mit einem gemeinsamen Ausgangswiderstand (R 20) verbunden sind und an der Basis jedes Schalttransistors (Q 12, Q 18) ein Steuertransistor (Q 13, Q 19) angeschlossen ist, der in Abhängigkeit von an seinem Eingang (11, 14) liegenden Signalen der Steuerschaltung nur den Schalttransistor (Q 12, Q 18) nicht an Sperrpotential legt, der dem jeweils vorgegebenen Meßbereich zugeordnet ist.

8. Umschaltbarer Differenzverstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingänge von den zwei Steuertransistoren (Q 13, Q 19) zu einem Eingang (Q 14) zusammengefaßt sind und dem zweiten Steuertransistor (Q 19) ein Inverter (Q 20) vorgeschaltet ist, der das von der Steuerschaltung kommende Signal so invertiert, daß der ihm zugeordnete zweite Schalttransistor sperrt, wenn der erste Schalt­ transistor (Q 12) geöffnet ist und bei einem zweiten Signal der Steuerschaltung mit anderem Pegel der erste Schalttransistor (Q 12) sperrt, während der zweite (Q 19) öffnet.

9. Umschaltbarer Differenzverstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalttransistoren (Q 12, Q 18) so mit den Spannungs­ teilerwiderständen (Q 21, Q 23) verbunden sind, und diese so dimensioniert sind, daß sich Spannungsverhältnisse von 1 : 1 und 10 : 1 zwischen dem Eingang (E) des Spannungs­ umschalters und seinem Ausgang (F) ergeben und die Steuerschaltung jeweils eine bestimmte Differenzver­ stärkerstufe (I, II, III) mit einem bestimmten Schalttran­ sistor (Q 12, Q 18) durch Einschalten so kombiniert, daß sich ein vorgegebenes Gesamtübersetzungsverhältnis ergibt.

10. Umschaltbarer Differenzverstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Transistoren der Schaltung vom gleichen Typ, vorzugsweise NPN-Transistoren sind und nur Widerstände der Werte 100 Ohm, 200 Ohm, 400 Ohm, 800 Ohm, 1 Kiloohm, 2 Kiloohm, 4 Kiloohm, 8 Kiloohm, 16 Kiloohm verfügbar sind, und die Schaltung auf einem Analog-Array ausge­ führt ist.