Усилитель-ограничитель

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s>)s Н 03 G 11/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ., с

6 од

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4661716/09 (22) 19.01.89 (23) 28.03.89 по и. 3 (46) 30.10.91. Бюл. М.40 (71) Центр научно-технического творчества молодежи "Источник" Кировского района r.

Ленинграда и Ленинградский электротехнический институт связи им.проф, М.А.Бонч-Бруевича (72) В.Я.Бухалко, Ю.И.Кубышкин, Е.Д.Романов и В.П.Руковчук (53) 621.375.026 {088.8) (56) Патент ФРГ М 2638801, кл. Н 03 F /26, опублик. 1977, фиг.5. (54) УСИЛИТЕЛЬ-ОГРАНИЧИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к радиотехнике.

Цель изобретения — повышение крутизны переходного участка амплитудной характе- . ристики и расширение динамического диапазона ограничения.

Усилитель-ограничитель содержит первый, второй транзисторы (Т) 1, 2, первый, второй резисторы 3, 4, конденсатор 5, генератор постоянного тока (ГПТ) 6, при этом усилитель-ограничитель с расширенным диапазоном ограничения выполнен на,, Ы„„1688386 А1 соединенных последовательно по постоянному току усилительно-ограничительных каскадах, ГПТ и весовом сумматоре. Цель достигается тем, что напряжение коллекторбаза у Т 1, 2 в усилителе-ограничителе равно нулю, на точность логарифмической зависимости не сказыватюся модуляция толщины базы и изменения напряжения источника питания, Изменение термического потенциала полупроводника учитываются терморегулировкой тока ГПТ 6. 8 режиме жесткого ограничения, если один из Т отпирается, то второй запирается и не дает заходить первому в насыщение с накоплением объемного заряда в базовой области, что не увеличивает с ростом амплитуды сигнала потребляемой усилителем-ограничителем ток. Отсутствие модуляции толщины базы у

Т 1, 2 благодаря минимально возможному постоянному напряжению коллектор-эмиттер и нулевому напряжению коллектор-база стабилизируется и поддерживается на уровне с максимальной крутизной амплитудной характеристики усилителя-ограничителя на переходном логарифмическом ее участке, 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1688386

Изобретение относится к радиотехнике, к усилительным устройствам на основе полупроводниковых приборов и может использоваться в широком классе радиотехнических и радиоэлектронных систем.

Цель изобретения — повышение крутизны переходного участка амплитудной характеристики и расширения динамического диапазона ограничения.

На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема усилителя-ограничителя; на фиг.2, 3- конкретные реализации терморегулируемого генератора постоянного тока; на фиг.4.- структурная электри5

10 ческая схема усилителя-ограничителя с расширенным диапазоном ограничения; на фиг.5- принципиальная электрическая схема усилителя-ограничителя с расширенным диапазоном ограничения.

Усилитель-ограничитель содержит (на фиг.1) первый, второй транзисторы 1, 2, первый, второй резисторы 3, 4, конденсатор 5, генератор постоянного тока ГПТ 6, выполненный (на фиг.2) на резисторе 7, терморегулируемом резисторе 8, (на фиг.З) на транзисторах 9, 10, резисторах 11, 12, 13, 20

25 терморегулируемом резисторе 14, при этом усилитель Ограничит аль с расширенным ди апаэоном ограничения выполнен (на фиг.4) на и усилительно-ограничительных каскадах 19, весовом сумматоре, выполненном на и масштабных резисгорах 20, парафазном сумматоре 21, а на фиг.5 дополнительно содержит дополнительный резистор 22, и разделительных конденсаторов 23, Усилитель-ограничитель работает следующим образом.

В режиме покоя ГПТ 6 определяет погде p — термический потенциал полупро= водника;

4 — начальный змиттерный ток.

В силу того, что напряжение коллекторбаза у транзисторов 1, 2 в усилителе-ограничителе равно нулю, на точности логарифмической зависимости (1) не сказываются модуляция толщины базы и изменения напряжения источника питания.

Изменение термического потенциала в (1) легко учитываются терморегулировкой тока в ГПТ 6. Терморегулировка ГПТ 6 в простейшем случае (фиг.2) осуществляется с помощью терморе=,улируемого резистора 8 и стоянную составляющую токов змиттера 1З транзисторов 1 и 2, которая, в свою оче.редь, 40 определяет напряжение база-змиттер постоянного резистора 7. Вариант ГПТ 6 (на фиг.3) собран по классической схеме на двух транзисторах 9, 10 и резисторах 11, 12, 13.

Терморегулировка постоя нного тока осуществляется с помощью термореэистора 14 и делителя напряжения на транзисторе 10, резисторах 12, 13, 14. В результате терморегулировки тока в ГПТ 6 напряжение, до которого заряжен конденсатор 5 и равное удвоенному напряжению (1), оказывается высокостабильным, Это напряжение огределяет предельный размах выходного ограниченного сигнала в режиме жесткого ограничения, так как если один иэ транзисторов отпирается, то второй запирается и не дает заходить первому в насыщение с накоплением объемного заряда в базовой области. В результате не увеличивается с ростом амплитуды сигнала потребляемый усилителем-ограничителем ток. Отсутствие модуляции толщины базы у транзисторов 1, 2, благодаря минимально возможному постоянному напряжению коллектор-эмиттер и нулевому напряжению коллектор-база стабилизируется и поддерживается на уровне с максимальной крутизной амплитудной характеристики усилителя-ограничителя на переходном логарифмическом ее участке.

Динамика работы усилителя-ограничителя с расширенным диапазоном ограничения (фиг,4, 5) в широком диапазоне напряжений сигналов и изменений температуры среды состоит в следующем, Входные сигналы поступают на вход первого усилительно-ограничительного каскада 19, в котором или линейно усиливаются, или ограничиваются, если их интенсивность велика. С выхода первого каскада 19-1 усиленный сигнал подается на вход второго каскада 19-2, в котором также усиливается и ограничивается и так далее до выхода последнего и-го каскада 19-и. Если каскады 19 высокоидентичные, то их амплитудные характеристики повторяют друг друга со сдвигом по оси интенсивностей входных сигналов ЛАХ на величину, равную коэффициенту усиления отдельного каскада, Благодаря одному единственному ГПТ 6 (фиг.4, 5), общему для всех каскадов 19. э также благодаря его терморегулировке, такая идентичность амплитудных характеристик каскадов 19 и их стабильность поддерживается в широком диапазоне температур среды, изменения напряжения питания (например, из-за саморазряда бэ-зрей в автомобильном РЭА) и т.п. В результате амплитудная характеристика по выходу с и-го каскада t9-и для ограниченных сигналов оказывается высокостабильной. Формирование ЛАХ осуществляется с.

1688386 ген помощью масштабирующих резисторов 20 и парафазного сумматора 21. Так как каскады 19 инвертируют сигналы, подключение соответствующих резисторов 20 к входам сумматора 21 произведено "через один", с сохранением их синфазности. Логарифмический характер переходного участка амплитудных характеристик каскадов 19, их высокая идентичность и стабильность в широком диапазоне температур среды приводят к получению прецизионной ЛАХ практически без настройки и подбора активных элементов.

Формула изобретения

1. Усилитель-ограничитель, содержащий первый и второй транзисторы, имеющие разную структуру, коллекторы которых соединены и являются выходом усилителяограничителя и через первый резистор подключены к соединительным базам первого и второго транзисторов, эмиттер первого транзистора соединен с выходом токозадающего элемента, а через конденсатор — с общей шиной, отличающийся тем, что, с целью повышения крутизны переходного участка амплитудной характеристики, введен второй резистор, первый вывод которого соединен с базами первого и второго транзисторов, а второй вывод является входом усилителя-ограничителя, причем эмиттер второго транзистора соединен с общей шиной, а токозадающий элемент выполнен в виде генератора постоянного тока.

2. Усилитель-ограничитель по п,1, о т5 личающийсятем,что генератор постоянного тока выполнен терморегулируемым.

3. Усилитель-ограничитель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что, с целью

10 расширения динамического диапазона ограничения, первый, второй транзисторы, первый, второй резисторы и конденсатор образуют первый усилительно-ограничительный каскад, при этом эмиттер первого

15 транзистора соединен с выходом генератора постоянного тока через введенные и соединенные последовательно по постоянному току (n-1) усилительно-ограничительные каскады, где n = 2, 3, 4..., идентич20 ные первому, причем выход каждого предыдущего усилительно. ограничительного каскада соединен с входом последующего усилительно-ограничительного каскада через один из п введенных разделительных

25 конденсаторов, в также введен весовой сумматор, при этом выходы усилительно-ограничительных каскадов подключены к соответствующим входам весового сумматора.

1688386

1688386 юмй дхоти

Составитель И.Водяхина

Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова

Редактор М.Товтин

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

Заказ 3716 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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