Дифференциальный усилитель

 

Изобретение относится к области радиотехники. Цель изобретения - уменьшение напряжения шумов при использовании в качестве источника сигнала магнитной головки (при амплитудно-частотной коррекции канала воспроизведения). Дифференциальный усилитель содержит первый транзистор 1, N транзисторов 2, образующих эквивалент второго транзистора, первый резистор 3 и N резисторов 4, образующих эквивалент второго резистора, генератор 5 тока, источник 6 входного сигнала и цепь 7 обратной связи. По постоянному току первый транзистор 1 и каждый из транзисторов 2 находятся в одинаковом электрическом режиме. Поддержание дифференциального усилителя в равновесии по постоянному току происходит благодаря цепи 7 отрицательной обратной связи (ООС), причем с ростом количества транзисторов во втором плече будет расти управляющий ток ООС. Как показывает сравнительный анализ напряжения шумов отдельные составляющие у известного устройства имеют большую величину, чем у предложенного при равенстве других составляющих. 2 ил.

СОЮЗ СОНЕТСНИХ .

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1) .Н 03 Р 3/45

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4333250/24-09 (22) 25. 11.87 (46) 30.10.90. Бкп. У 40 (72) В.В.Андрианов, В.И. Павук и К.Д.Петров (53) 621. 375. 024 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1003139, кл. 0 11 В 5/02, 1983.

Пригодин В.М.)Чумовые свойства транзисторов на низких частотах.

И., 1976, с. 39.

Гребен А.Б. Проектирование аналоговых интегральных схем. — М., 1976,, с. 93. (54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЬЙ УСИЛИТРЧЬ (57) Изобретение относится к области радиотехники. Цель изобретенияуменьшение напряжения шумов при использовании в качестве источника сиг.; нала магнитной головки (при амплитуд-. но-частотной коррекции канала воспроизведения). Дифференциальный усипи„„SU„„1603525 А 1

2 тель содержит первый транзистор 1, и транзисторов 2, образующих эквивалент второго транзистора, первый резистор 3 и и резисторов 4, образующих эквивалент второго резистора,. генератор 5 тока, источник 6 входного сигнала и цепь 7 обратной связи. По постоянному току первый транзистор 1 и каждый из транзисторов 2 находятся в одинаковом электрическом режиме.

Поддержание дифференциального усилителя в равновесии по постоянному току происходит благодаря цепи 7 отрицательной обратной связи (00С), причем с ростом количества транзисторов во втором плече растет управляющий ток ООС, Как показывает сравнительный анализ напряжения шумов отдельные составляющие у известного устрой ства имеют большую величину, чем у предложенного при равенстве других составляющих. 2 ил.

16 )3525

Дифференциальный усилитель отно" сится к радиотехнике, звуковому произведению и микроэлектронике и может быть использовано в магнитофонах при изготовлении малошумящих усилителей воспроизведения.

Цель изобретения — уменьшение напряжения шумов при использовании в качестве источника сигнала магнитной головки (при амплитудно-частотной коррекции канала воспроизведения) .

На фиг. 1 приведена одна из возможных реализаций npHHDHIDIBJIbHOH электрической схемы дифференциального уси- 15 лит еля (ДУ); на фиг . 2 — er o э квивалентная схема.

ДУ содержит первый транзистор 1, и транзисторов 2, образующих эквивалент второго транзистора, первый резистор 3 и и резисторов 4„ образующкх эквивалент второго резистора, ге-. каратор 5 тока, источник 6 входного сигнала и цепь 7 обратной связи.

Дифференциальный усилитель работа- 25 ет следующим образом.

По постоянному току первый транзистор 1 и каждый из транзисторов 2 находятся в одинаковом электрическом режиме. Поддержание ДУ в равновесном Зи состоянии по постоянному току происходит благодаря цепи 7 отрицательной обратной связи (ООС), причем с ростом количества транзисторов во втором плече растет управляющий ток ООС. Помехи, создаваемые генератором 5 на выхОде ДУ, проявляются как в известных ДУ.

По входному сигналу ДУ приближается к работе усилителя ка одном трач- 4О зистаре по схеме ОЭ.

Входное напряжение сигнала прикладывается в основном к динамическому сопротивлению эмиттера первого транзистора 1, включенного по схеме ОЭ» а второе плечо, включенное по схеме общей базы, имеет динамическое сопротивление эмиттеров транзисторов меньшее» чем первое плечо, поэтому к нему прикладываечся и меньшее входное напряжение сигнала.

Обозначения на эквивалентной схеме гриняты при следующих условиях; пколичество транзисторов резисторов

:ac v rop ai, плече ДУ, I > — оптимальный коллекторкый ток транзистора„обеспечивающий ыкимальное значение напряжения шум-»в при конкретном сопротивленни источника сигнала; г — актив= ное сопротивление базы, г =гр/I - динамическое сопротивление эмиттера;

S-=1/r — крутизна; i — эквивалентный шумовой ток, соответствующий оптимальному коллекторному току транзистора.

Эквивалентный .шумовой ток и эквивалентное шумовое напряжение, приведенные к входу, можно определить исходя из выражения: +Г./f г =4kT — — — — hf =4kTp g f;

ы 2пг (о э и2=4kT(r + — )6Г=41сТг М ш 5 2 о где hf — полосы частот, в которой .onpеделяются шумьц

f — частота среза шумов типа - о » (3, — статический коэффициент передачи тока;

g — эквивалентная шумовая проводимость;

r — эквивалентное шумовое сопротивление.

Зная параметры i и2 можно определить суммарное напряжение шумов (и ) при любом сопротивлении источника сигнала по формуле:

Суммарные напряжения шумов для из вестного и предложенного ДУ г гэ 2kl и2 =-4КТЬУ гЕ+ — +R + — -(г3+Р., ) +

ыьдчи 2 гэ

+r + — +R +- (r +ВУ ); (1) г@ 2kl с г- ь ос

Э г k

u2 =.-4kThf г +г +Ц,+ (г +, ) г+

hlKAYll Э

rp r.q nk r.g

+ +- -+Ц + — — (- + ) 2 (2) и n г и э

1+f, /f где k

2 (о

Сравнение выражений (1) и (2) показывают, что и2, и2,, так как отдельные составляющие выражений (1) и (2) известного устройства имеют большую величину, чем предложенного при равенстве других составляющих» а именко: (rg+r;) >(r +„— )„; гВ (г .д )г ) --(+R )2

r l « r t òI

2kl 1 kl

r n (— + — ) =(г+ — ) r гэ r и эи п» (В-1+1 ос ) д =(; + ос ) и "

1603525 с (r +Р )г (+Р )z

2k< п1« в « r n

U Э

1,5 дБ в режиме короткого замыкания по входу и на 1,5-2 дБ - с магнитной головкой типа ЗД24Н на входе.

I при п=4, rg=400 Ом, Во =50 Ом.

Выходное напряжение с первого и второго плеча ДУ можно определить по формулам:

Формула и з обр етения н . пвь|у < =ee(1 и+1) г 1

1 RHI ц =е — — —— вьп 2 си+1 гр, при и w„u z 0

Экспериментально определено, что

" применять более чем п=4, нецелесообразно, т.к. эффект уменьшения шу-. мов замедляется.

Составитель Ю.Рогаткин

Редактор Л.Пчолинская Техред М.Дидык Корректор Т.Колб

Заказ 3393

Тираж 668

Подписное

ВНИЯПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101

При уменьшении р и увеличении

r g эффект уменьшения шумов растет.

Технологически с увеличением Р увеличивается rg. Экспериментальные исследования предложенного ДУ во входном каскаде операционного усилителя по сравнению с прототипом показали, 21 что напряжение шумов меньше на 1

Диффер енциальный усилитель, выполненный на первом и втором транзисторах, в коллекторные цепи которых включены первый и второй резисторы соответственно, и генераторе тока, включенном в цепь объединенных эмиттеров первого и второго транзисторов, причем база первого транзистора является входом устройства, а база второго — входом для подключения цепи обратной связи, отличающийся тем, что, с целью уменьшения напряжения шумов при использовании в качестве источника сигнала магнитной головки, площадь эмиттера второго транзистора больше площади эмиттера первого тран" зистора, а сопротивление второго резистора во столько же раз меньше сопр отивл ения первого р езистора.