Дифференциальный усилитель
Изобретение относится к радиоизмернтельной технике. По отношению к авт. св. № 1030953 увеличивается динамический диапазон вы.ходного сигнала при сохранении полосы пропускания. Диф. усилитель содержит входной диф. каскад на транзисторах (Т) 1 и Г, включенных по схеме с общим эмиттером, выходные Т 2 и 2, включенные по схеме с общей базой, Т 3 и 3, резисторы 4 и 4, 5 и 5, 6 и 6, конденсаторы 7 и Т, г-ры 8, 10 и 10 тока и источник питания (ИП) 9. При заданном напряжении ИП 9 коэф. его использования достигает 100%; т. е. величины размаха выходного сигнала достигает значения тока, протекающего через резисторы 5 и 5. Цель достигается введением г-ров 10 и 10 тока. 1 ил.
СОЮЗ СОБЕТСНИХ социАлистичесних
РЕСП БЛИН (Я)4 НОЗЕЗ 45
ЬК,.!Ц 1"-„:Д госудАРстненн1!Й номитет сссР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 1030953 (2!) 3880934/24-09 (22) 04.04.85 (46) 07.09.86. Бюл. № ЗЗ (72) Е. С. Миронов и В. М. Немировский (53) 621.375.024 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1030953, кл. Н 03 F 3/45, 1981. (54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике. По отношению к авт. св. № 1030953 увеличивается динамический
„.Я0„„1256148 А 2 диапазон выходного сигнала при сохранении полосы пропускания. Диф. усилитель содержит входной диф. каскад на транзисторах (T! 1 и 1, включенных по схеме с общим эмиттером, выходные Т 2 и 2, включенные по схеме с общей базой, Т 3 и 3, резисторы 4 и 4, 5 и 5, 6 и 6, конденсаторы 7 и 7, г-ры 8, 10 и 10 тока и источник питания (ИП) 9. При заданном напряжении ИП 9 коэф. его использования достигает 100%; т. е. величины размаха выходного сигнала достигает значения тока, протекающего через резисторы 5 и 5 . Цель достигается введением г-ров 10 и 10 тока. ил.!
256148
Формуг.а изобретения
Тираж 816 Подписное
Ужгород, ул. !!роектная, 4
ВИИИПИ Заказ 4833/54
Филиал ППП «Патент», г.
Изобретение относится к радиоизмерительной технике, может быть использовано в осциллографических устройствах, цифровых вольтметрах и приборах ядерной электроники и является усовершенствованием дифференциального усилителя (ДУ) по авт. св. № 1030953.
Цель изобретения — — увеличение динамического диапазона выходного сигнала при сохранении полосы пропускания.
На чертеже представлена принципиаль1О ная электрическая схема ДУ.
Дифференциальный усилитель содержит входной дифференциальный каскад на транзисторах 1 и 1, включенных по схеме с общим эмиттером, выходные транзисторы 2 и 2, включенные по схеме с общей базой, дополнительные транзисторы 3 и 3, первые резисторы 4 и 4, вторые резисторы 5 и 5, дополнительные резисторы 6 и 6, конденсаторы 7 и 7, генератор 8 тока, источник 9 питания, дополнительные генераторы 10 и 10 тока.
Дифференциальный усилитель работает следующим образом.
На симметричный вход входно-о дифференциального каскада на транзисторах 1 и 1 воздействуют входные сигналы противоположной полярности. В каждом плече диф25 ференциального усилителя возникает изменение коллекторного тока Л1! (Л1!), которое вызывает изменение падения напряжения на дополнительном резисторе 6 (6 ), что, в свою очередь, вызывает приращение в одном плече и уменьшение в другом эмиттерного тока выходного транзистора 2 (2 )
AI2 (Л1г2), которое направлено встречно токам Л1! (Л1!) и проходит через первый резистор 4 (4 ) и дополнительный транзистор 3 (3 ). Исходя из того, что потенциалы базы дополнительного транзистора 3 (3 ) и эмиттера выходного транзистора 2 {2 ) практически постоянны, AUg = — ЛЬ г», ХЮло = 1!Йо, »!,Ue» = (AI! — М2) Р» и, следовательно, коэффициент усиления усилителя тока, содержащего дополнительный транзистор 3 (3 ), первый резистор 4 (4 ) и дополнительный резистор 6 (6 ) составляет
К! — (1! "-"12) / 11 Иа/Р » °
Коэффициент усиления по напряжению дифференциального усилителя
К» — — R;R5/r., где г. = — г/./1о — эмиттерное сопротивление транзистора (1 );
U.=26 мВ (при T=300 К) — температурнь!й потенциал.
Для увеличения выходного уровня ДУ при заданных значениях напряжения источника питания и полосы пропускания выбирают величину статического тока транзисторов 1 (1 ) из соотношения
10КЯо = Eк/ 27, где Eê — напряжение источника 9 питания коллекторных цепей вь!ходных транзисторов 2 (2 ) .
Указанное условие обеспечивает отсутствие искажений, обусловленных тепловой инерционностью транзисторов. Исходя из необходимости полной (100оО-ной) модуляции статического тока устанавливают значение коллекторного тока дополнительного транзистора 3(3 )
l! = lp(K;+2), где коэффициент 2 учитывает падение напряжения на первом резисторе 4 (4 за счет тока 1о непосредственно транзистора 1 (1 ) и инвертированного дополнительным транзистором 3 (3 ) значения тока l!!.
В то же время часть статического тока
l2, равного разности токов через первый резистор 4 {4 ), т. е. Ip+fi, и через второй резистор 5 (5 ), т. е. 1оК,, отводится в дополнительный генератор 10 (10 ) тока. Величина этого тока
12 = — Iо + lо (К, +2) — lоК; = 31о, а ток, протекающий через второй резистор 5 (5 ), составляет IpK,. Следовательно, при заданном напряжении источника питания коэффициент его использования достигает
100 g, т. е. величина размаха выходного сигнала также достигает значения 1оК,.
При этом полоса про пускания дифференциального усилителя по сравнению с известHb1M устройством останется неизменной, поскольку величина второго резистора 5 (5 } остается неизменной, а токи 1о и 1! обеспечивают достаточное быстродействие транзисторов и схемы в целом.
Таким образом, размах выходного сигнала дифференциального усилителя равен величине напряжения источника питания, в результате чего выигрыш динамического диапазона выходных сигналов состав:!яет
В = 1,6 — 2, т. е. 4 — 6 дБ.
Дифференциальный усилитель по авт.
;a. № 1030953, отличающийся тем, что, с целью увеличения динамического диапазона выходного сигнала при сохранении полосы пропускания, между соответствующей шиной источника питания и эмиттером выходного транзистора каждого плеча дифференциального усилителя введен соответствующий дополнительный генератор тока.
