Аналоговый интегратор

 

Изобретение относится к устройствам преобразования электрических сигналов и может быть использовано в автоматике, вычислительной технике, радиотехнике и связи для моделирования в реальном времени электрических цепей, авторегулирования , вычисления параметров случайных процессов, математического моделирования, аналого-цифрового преобразования сигналов. Цель изобретения - расширение диапазона рабочих частот за счет увеличения его верхней границы. Интегратор содержит первый и второй усилительные транзисторы, две шины питания, первый и второй генераторы тока, накопительный конденсатор, зарядный резистор и эмиттерный повторитель на полевом транзисторе с нагрузочным резистором в цепи истока. Достижение поставленной цели обеспечено за счет введения второго генератора тока и новых связей между элементами , позволившим устранить дополнительный фазовый сдвиг в усилительной части схемы благодаря включению накопительного конденсатора параллельно основной паразитной емкости . 1 ил. С S (Л ю ел О ОЭ

СОЮЗ СожТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

@11 4 С 06 С 7/186 :ц q

1:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (21) 3879254/24-24 (22) 29.03.85 (46) 15 .09.86 Бюл. В 34 (71) Ордена Ленина институт кибернетики им. В.М.Глушкова (72) А.Д.Бех (53) 681 . 3 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1035614, кл . С 06 G 7/18, 1983.

Шило В.Л. Линейные интегральные схемы в радиоэлектронной аппаратуре.

M. Сов. радио, 1979, с. 13?. (54) АНАЛОГОВЫЙ ИНТЕГРАТОР (57) Изобретение относится к устройствам преобразования электрических сигналов и может быть использовано в автоматике, вычислительной технике, радиотехнике и связи для моделирования в реальном времени электрических цепей, авторегулирования, вычисления параметров слуÄÄSUÄÄ 1257669 А 1 чайных процессов, математического моделирования, аналого-цифрового преобразования сигналов. Цель изобретения — расширение диапазона рабочих частот за счет увеличения его верхней границы. Интегратор содержит первый и второй усилительные транзисторы, две шины питания, первый и второй генераторы тока, накопительный конденсатор, зарядный резистор и эмиттерный повторитель на полевом транзисторе с нагрузочным резистором в цепи истока. Достижение поставленной цели обеспечено за счет введения второго генератора тока и новых связей между элементами, позволившим устранить допол нительный фазовый сдвиг в усилительной части схемы благодаря включению накопительного конденсатора параллельно основной паразиткой емкости. 1 нл.

1257669

Изобретение относится к устройствам преобразования электрических сиигналов и может быть использовано в автоматике, вычислительной технике, радиотехнике и связи для моделирования в реальном времени электрических цепей, авторегулирования, вычисления параметров случайных процессов, математического моделирования, аналого-цифрового преобразования сигналов.

Цель изобретения — расширение диапазона рабочих частот за счет увеличения его верхней границы.

На чертеже изображена схема интегратора.

Интегратор содержит первый и второй усилительные транзисторы 1 и 2, эмиттеры которых объединены и через пятый генератор 3 тока подключены к первой шине 4 питания, база транзистора 1 является входом 5 интегратора, база транзистора 2 соединена с шиной нулевого потенциала, коллектор первого транзистора 1 подключен к второй шине 6 питания, коллектор второго усилительного транзистора 2 соединен через второй генератор 7 тока с второй шиной 6 питания .и с первой обкладкой накопительного конденсатора 8, параллельно которому включен зарядный резистор 9, вторая обкладка которого соединена с шиной нулевого потенциала, первая обкладка конденсатора 8 соединена также с затвором полевого транзистора 10, включенного по схеме повторителя, сток которого подключен к второй шине 6 питания, а исток соединен с выходом 11 интегратора и через нагрузочный резистор

12 — с шиной нулевого потенциала.

Аналоговый интегратор работает следующим образом.

Все транзисторы схемы находятся в активном режиме. Ток эмиттера идентичных транзисторов 1 и 2 Т задаето ся генератором 3 тока. Коллекторный ток тра.нзистора 2 разряжает конденсатор 8, напряжение на котором при отсутствии сигнала на входе 5 определяется токами генераторов 3 и 7 и резистором 9 и выбирается равным половине напряжения Е на второй шине 6 питания. Если транзисторы 1 и 2 идентичны, а ток генератора 7 выбран равным 1г,, то напряжение в статике на конденсаторе 8 где R — сопротивление зарядного резистора 9, При этом условии R = Е/21<-gI .

Если на вход 5 от источника входного напряжения поступает сигнал, то изменяется коллекторный ток транзистора 2, что приводит к изменению напряжения на конденсаторе 8. Зто изменение напряжения передается повторителем на транзисторе 10 на выход

11 устройства.

l5

Найдем частотную характеристику схемь|. При этом на вход 5 устройства поступает, гармонический сигнал

U<(Ю) =Н е, а на выходе действует, ш1

20 сигнал Б (г,л). Коэффициент передачи

2 схемы К(Ы) = U (у) /U,(у) . Напряжению

U<((g) соответствует ток эмиттера транзистора ? I = U,(ы)/2г, где r>— сопротивление эмиттерного перехода, 25 причем r> = 2ггг/.»о» Чг — тепловой потенциал, поэтомУ 1 (го) =U. (Г,) 1 /4Vr

Ток эмиттера передается в коллектор с коэффициентом передачиК (»у), 30 следовательно, I (у) =U (сг) o () I /4q .

»с л у

Поскольку коллекторная цепь транзистора 2 в активном режиме представляет собой генератор тока I (Q)

»»2 нагруженный на емкость конденсатора

8, и параллельно включенные сопро35 тивления коллектора транзистора 2г„ и зарядного резистора R а также входное сопротивление полевого транзистора 10г„, то, представив параллельно включенные транзисторы

40 эквивалентным сопротивлением R у — r,!! R!L rÄ, получим напряжение на конденсаторе 8 У (и) =I„2(Ю)В /1+jQR>C.

Подставив в это выражение ранее полученное значение I„ (Гй), найдем

45 м2 и, »»о)=»», (и)и(со) .»у, »+j R,с

»»ри условии, иуо»»ccrc с; св, р С

=Ег ./2I,-g 1, коэффициент усиления на низких частотах

Е

К о 21»

4q, (— -1) г может регулироваться в широких пределах выбором 1 .

Найдем верхний диапазон рабочих частот, полагая высшую рабочую частоту аналогового интет-ратора равной

1257669

Формула изобретения

Аналоговый интегратор, содержащий первый и второй усилительные

Составитель А.Маслов

Редактор Е.Копча Техред М.Ходанич Корректор М.Шароши

Заказ 4959/49 Тираж 671 Под писн ое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам- изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 частоте единичного усиления. С этой целью положим V>(c4/01(v) = 1. При этом условии f< = М (M) Е /8 ig,C.

Для рабочих частот транзистора, на которых (ы) а 1, верхний рабочий диапазон аналогового интегратора определяется током I . В предельном случае, полагая I = 0,01А, С=С„20 пФ, получим f = 760 МГц.

Расчетное значение высшей рабочей частоты интегратора практически может быть реализовано в случае использования транзисторов с граничной частотой передачи тока эмиттера f<= f, В интеграторе дополнительный фазовый сдвиг устранен благодаря включению накопительного конденсатора параллельно паразитной емкости С„ и, следовательно, использования ее в качестве накопительной. Фазовый сдвиг, вносимый частотной зависимостью коэффициента передачи М (ю) от частоты, мал, поскольку постоянная времени быстродействующих транзисторов составляет десятки пикосекунд. транзисторы, эмиттеры которых объединены и через первый генератор тока подключены к первой шине питания, накопительный конденсатор, повторитель, выполненный на полевом транзисторе, затвор и сток которого соединены соответственно с коллектором второго усилительного транзистора и с второй шиной питания, а ис10 ток через нагрузочный резистор подключен к шине нулевого потенциала и является выходом интегратора, база второro усилительного транзистора соединена с шиной нулевого потен 5 циала, отличающийся тем, -что, с целью расширения диапа— зона рабочих частот sa счет увеличения его верхней границы, он содержит второй генератор тока, кото20 рый включен между коллектором второго усилительного транзистора и второй шиной питания, накопительный конденсатор и зарядный резистор включены параллельно меж.ду коллектором второго усилительного транзистора и шиной нулевого потенциала, коллектор пер.вого усилительного транзистора соединен с второй шиной пита30 ния, а его база является входом интегратора.