Дифференциальный усилитель

 

даФФЕРЕНЦЙАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ,, содержащий первый и второй входные транзисторы, в общей эмиттерной цепи которых включен управляемый стабилизатор тока, в коллекторы соединены с входами соответственно первого ч второго повторителей тока, выходы которых подключены к входу и выходу третьего повторителя тока, выход которого является выходом дифференциального усилителя, а выводы питания соединены с первой шиной источника питания, отличающийс я тем, что,-с целью расширения динамического диапазона, между второй шиной источника питания и выводами питания первого и второго повторителей тока введен блок вьщеления наименьшего из двух токов, выход которого подключен к входу управляемого стабилизатора тока, а между выходом управляемого стабилизатора тока и эмиттерами соответственно первого и второго транзисторов вве-. дены соответственно первый и второй резисторы.

СО103 СОВЕТСКИХ

ОЯ«ЛМ Н

РЕСПУБЛИК (1Ю (11) Зш НОЗF345

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3412170/28-09 (22) 22.03.82 .(46) 07.08.84. Бюл. Ф 29

J(72) В.И. Анисимов, В.А. Домбровский, М.В. Капитонов, Н.Н. Прокопенко и Ю.М. Соколов (71) Шахтинский технологический инсти тут бытового обслуживания и Ленинградский ордена Ленина злектротехнический институт им. В.И.Ульянова (Ленина) (53) 621.375.024(088.8) (56) 1. Заявка ФРГ 11 2620999, кл. Н 03 F 3/45, опублик. 25. 11.76.

2. Заявка ФРГ 11 2603164, кл. H 03 F 3/45, опублик. 05.08.76 (прототип). (54)(57) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ содержащий первый и второй входные транзисторы, в общей эмиттерной цепи которых включен управляемый стабилизатор тока, а коллекторы соединены с входами соответственно первого и второго повторителей тока, выходы которых подключены к входу и выходу

:третьего повторителя тока, выход которого является выходом дифференциального усилителя, а выводы питания соединены с первой шиной источника питания, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения динамического диапазона, между вто" рой шиной источника питания и выводами питания первого и второго повто рителей тока введен блок выделения наименьшего из двух токов, выход которого подключен к входу управляемого стабилизатора тока, а между выходом управляемого стабилизатора тока и змиттерами соответственно первого и второго транзисторов вве-. дены соответственно первый и второй резисторы.

1107280

Изобретение относйтся к радиотехнике и может использоваться в различ ных радиотехнических устройствах.

Известен дифференциальный усилитель, содержащий два входных транзйстора, коллекторы которых через соответственно первый и второй повторители тока соединены соответственно е входом и выходом выходного повтори теля тбка С11. 10 . Однако данное устройство имеет сравнительно узкий динамический диа-, ! пазон.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является дифферей-1> циальный усилитйль содержащий первый и второй входные транзисторы, в общей эмиттерной цепи которых включеи управляемый стабилизатор тока, а коллекторы соединены с входами соответственно и второго поВторителей тока, выходы которых подключены соответственно к входу и выходу третьего повторителя тока, выход которого является выходом дифференциального уси- 2 лителя, а выводы питания соединены с первой шиной источника питания 2 .

Однако известное устройство имеет сравнительно узкий динамический диапазон, ограниченный величиной тока управляемого стабилизатора тока.

Цель изобретения — расширение динамического диапазона.

Поставленная цель достигается тем 3 что в дифференциальном усилителе, со- держащем первый и второй входные транзисторы, в общей эмиттерной цепи которых включен управляемый стабилизатор тока, а коллекторы соединены с входами соответственно первого и второго повторителей тока, выходы которых подключены к входу и выходу третьего повторителя тока, выход кото. рого является выходом дифференциаль" ного усилителя, а выводы питания соединены с первой шиной источника питания, между второй шиной источника питания и выводами питания первого и второго повторителей тока введен .блок выделения наименьшего из двУх токов, выход которого подключен к входу управляемого стабилизатора то" ка, в между выходом управляемого стабилизатора тока и эмиттерамй соот- ветственно первого и второго входных транзисторов введены соответственно первый и второй резисторы.

На фиг. t представлена принциальная электрическая схема дифференциалВного усилителя; на фиг. 2 и 3 — реализации выполнения блока выделения наименьшего из двух токов.

Дифференциальный усилитель содержит первый и второй входные транзисторы 1 и 2, первый, второй и третий повторители 3-5 тока, управляемый стабилизатор 6 тока, блок 7 выделения наименьшего из двух токов с входными клеммами 8 и 9 и выходной клеммой 10,, первый и второй резисторы 11 и 12, блок 7 (фиг. 2), выполненный на транзисторах 13-16, резисторах 17 и 18, стабилитроне 19, блок 7 (фиг. 3), выполненный на генеРаторах 20 и 21 тока, защитных диодах 22 и 23, оптронах 24 и 25, источнике 26 напряжения смещения.

Дифференциальный усилитель работает следующим образом.

При нулевом входном напряжении (Uey =О) коллекторные токи первого и второго входных транзисторов 1 и 2 и, следовательно, входные токи блока

7 одинаковы. Выходной ток блока 7 равен нулю. Поэтому блок 7 не оказы-. вает влияния на работу управляемого стабилизатора 6 тока в статическом режиме и при малом сигнале (Ua» =

10-40 мВ).

Под действием Оах коллекторный ток первого входного транзистора 1 увеличивается, а коллекторный ток второго входного транзистора 2 уменьшается. Аналогично изменяются и входwe токи 48 и Э1 блока 7.

I

Как только уменьшающийся ток Э достигнет заданного уровня 3ppppp < 3о блок 7 замкнет отрицательную

0 г обратную связь, стабилизирующую коллекторный ток второго входного транзистора 2. Поэтому дальнейшее запирание второго входного транзистора 2 прекратится, а потенциал общей точки первого и второго резисторов 11 и 12 зафиксируется. За счет увеличения выходйого тока управляемого стабилизатора 6 тока пропорционально входному напряжению обеспечивается расширение динамического диапазона усилителя. Угол наклона характеристики передачи дифференциального усилителя тока определяется в режиме большого сигнала первым резистором 11.

1107280

При отрицательном входном напряжении схема работает аналогичным образом, Уровень тока яооог. определяющего ъюмент включения в работу блока 7 5 (фиг. 2), зависит от сопротивления резисторов 17 и 18. В статическом режиме транзисторы 13 и 14 находятся в состоянии насыщения. Поэтому транзисторы 15 и 16 закрыты. Как только входной ток блока 7 (эмиттерный ток транзисторов 13 и 14) уменьшится до уровня (Ост -0,6 В @17) в активный режим перейдет транзистор 16.

Коллекторный ток этого транзистора, воздействуя на управляемый стабилизатор 6 тока, изменяет ток общей эмиттерной цепи первого и второго входных транзисторов 1-2 пропорционально выходному напряжению. Через первый 20 и третий повторители 3 и 5 тока дополнительные приращения тока управляемого стабилизатора 6 передаются в наrpysxy дифференциального усилителя.

Блок 7 выделения наименьшего из 25 двух токов (фиг. 3) выполнен на осйове оптронов. При малых изменениях коллекторных токов первого и второго входных транзисторов 1 и 2 относительного своего статического уровня 3оо (2 диоды 22 и 23 смещены в прямом направлении). Такой режим создается генераторами 20 и 21 тока, которые удовлетворяют условию3 о = 0,3- .0,83>

= .3м °

По мере уменьшения, под действием

Ов одного из входных токов 3g(Jq) блока 7 запирается диод 22 (23), а разностный ток 3 — 3< (g>) подается через светодиод и фототранзистор оптрона 24 (25) для управления управляемым стабилизатором 6 тока. Между выходом блока 7 .(фиг. 2, 3) и управляемым стабилизатором 6 тока могут включаться дополнительные усилители тока для обеспечения необходимого петлевого усиления и качественной стабилизации режима запирающихся транзисторов.

Предлагаемый дифференциальный усилитель имеет на 1 2 порядка более высокие значения скорости нарастаний выходного напряжения при работе на емкостную нагрузку.

I 107280

Заказ 5775/42

Тираж 8б2 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

) I3035, Москва, Ж-35» Раушская наб., д. А/5

Филиал IHIII "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель И.Водяхина

Редактор Н.Пушненкова Техред А.Ач Корректор А.Ференц