Двухтактный эмиттерный повторитель

 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в качестве выходного каскада усилителей мощности в звукопроизводящих и измерительных устройствах. Цель изобретения - снижение нелинейных искажений при больших выходных токах; Двухтактный эмиттерный повторитель содержит в каждом плече элементы местной отрицательной обратной связи, действующей так, что в неработающем плече поддерживается заданный начальный ток. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РеспуБлик (я)л Н 03 F 3/50

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТСНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4740079/09 ,(22) 21.09.89 (46) 07;02.92. Бюл. М 5 (71} Научно-производственное обьединение

"Всесоюзный научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И.Менделеева." (72) Б.C.Òaóáå (53) 621.375,026 (088.8) (56) Заявка ФРГ ЬЬ 2646386; кл, Н 03 F 3/26, опублик. 14.10.76. (54) ДВУХТАКТНЪ|Й ЭМИТТЕРНЫЙ ПОBTOPMTEJlb

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в качестве выход. ного каскада усилителей мощности в звукопроизводящих и измерительных устройствах, Цель изобретения — снижение нелинейных искажений.

На чертеЖе представлена и ринципиальная схема двухтактного эмиттерного повторителя, Двухтактный эмиттерн ый повторитель содержит первый 1, второй 2, третий 3, четвертый 4 транзисторы, первый 5, второй 6; третий 7, четвертый 8, пятый 9, шестой 10 резисторы, первый и второй токазадающйе . элементы на генераторах 11 и 12 тока, первый и второй регулируемые элементы 13 и

14 смещения, первый и второй односторонние усилители-ограничители 15 и 16..

Повторитель работает следующим образом.

Резисторы 5 и 7, включенные соответст- венно между первым и вторым входами усилителя-ограничителя .15, образуют цепь выявленйя отклонения выходного тока (., Ы2,, 1711321 А1 (57) Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в качестве выход ного каскада усилителей мощности в эвукопроизводящих и измерительных устройствах. Цель изобретения — снижение нелинейных искажений при больших выходных токах; Двухтактный эмиттерный повторитель содержит в каждом плече элементы местной "отрицательной обратной связи, действующей так, что в неработающем плече поддерживается заданный начальный ток. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. транзистора 3 от заданного значения. Падение напряжения на резисторе 5 задано, так как через него протекает ток генератора 11.

На резисторе 7 падает напряжение, пропорциональное эмиттерному току через транзистор 3. При этом падения напряжения на резисторах 5 и 7 направлены встречно, т.е. между первым и вторым входами усилителя-, ограничителя 15 возникает разностное управляющее напряжение. Кроме. того, усилитель-ограничитель 15 связан с регулируемым элементом 13 смещения таким образом, что выход последнего по отношению к второму входу усилителя-ограничителя 15 является инверсным.

Следовательно, упомянутые элементы образуют цепь местной отрицательной обратной связи верхнего плеча по выходному току транзистора 3.

Поскольку структура обоих плеч одинакова, рассмотрим работу только верхнего плеча двухтактного эмиттерного повторителя, В исходном состоянии вследствие симметрии обоих плеч при отсутствии напряже1711321 ния. на входе напряжение на выходе также будет равно нулю, При этом любые отклонения выходного тока транзистора 3 от заданного значения, определяемого равенством напряжений на резисторах 5 и 7, будут отслеживаться упомянутой цепью местной обратной связи так, чтобы восстановить это равенство.

Например, рост тока транзистора 3 при увеличении его температуры приведет к росту напряжения на резисторе 7, т.е. на втором входе усилитель-ограничителя 15. Это приведет к уменьшению напряжения на выходе. элемента 13 и к снижению напряжения эмиттера транзистора 3, т.е. к восстановлению прежнего напряжения на резисторе 7 и, соответственно, тока транзистора 3.

Под действием положительного напряжения на входе напряжение на выходе также станет положительным. Через транзистор 3 потечет ток нагрузки, который создаст на резисторе 7 дополнительное падение напряжения. Поскольку ток нагрузки многократно превышает начальный ток транзистора 3, то падение напряжения на резисторе 7 будет значительно больше, чем на резисторе 5, и больше, чем то изменение выходного тока транзистора 3, которое может быть отслежено упомянутой цепью местной отрицательной обратной связи.

Усилитель-ограничитель 15 перейдет в состояние ограничителя, при котором элемент

13 окажется запертым, а напряжение на базе транзистора 1 будет равно входному напряжению. Состояние ограничения обеспечивается в усилителе-ограничителе

15 с помощью внутренней нелинейной (диодной) обратной связи с его вмхода íà инвертирующий вход. Эта мера позволяет ограничить выходной сигнал усилителя-ограничителя 15 без его насыщения, что могло бы привести k запаздыванию выходного тока двухтактного эмиттерного повторителя при смене его полярности.

Поскольку элемент 13 заперт и ток смещения через резистор 9 не течет, в то время как через резистор 7 течет ток нагрузки, напряжение на входе становится более положительным по отношению к выходу.

При отрицательной полярности на входе. наоборот, напряжение на нем будет более отрицательным по отношению к выходу.

Это вызывает соответствующее снижение напряжения на эмиттере транзистора 3, т.е. снижение его начального тока. Когда при этом падение напряжения на резисторе 7 станет меньше, чем на резисторе 5, между первым и вторым входами усилителя-ограничителя 15 возникает положительное напряжение. Это приведю появлению высоких частот, и повышается надежность

45 работы повторителя.

Формула изобретения

1. Двухтактный эмиттерный повторитель, содержащий первый и второй транзи- . сторы, имеющие -разную структуру, 50.эмиттеры которых через соответственно первый и второй токозадающие элементы соединены с положительной и отрицательной шинами питания, третий и четвертый транзисторы. имеющие структуру соответственно второго и первого транзисторов, включенные по схеме с общим коллектором, базы которых соединены с эмиттерами со- . ответственно первого и второго транзисторов, при этом коллекторы первого и второго транзисторов и эмиттеры третьего и четвер10

20 ао положительного напряжения на выходе элемента 13 (появлению тока смещения через резистор 9), т.е. увеличению напряжения на эмиттере транзистора 3 и восстановлению заданного начального тока

Таким образом, в том случае, когда ток нагрузки потребляется из раесматриваемого, например, верхнего плеча, упомянутая цепь местной отрицательной обратной связи (усилитель-ограничитель 15 и регулируемый элемент 13 смещения) отключается и напряжение с входа через последовательно связайные эмиттерные повторители на транзисторах 1 и 3 передается на- выход. B тех же случаях, когда ток. нагрузки не потребляется из рассматриваемого плеча, упомянутая местная обратная связь действует так, чтобы поддерживать через трензистар

3 заданный начальный ток

Наличие упомянутой цепи местной отрицательной обратной связи с высоким петлевым усилением позволяет получить в каждом плече точную однополярную характеристику преобразования. Например, для характеристики преобразования верхнего плеча в правом верхнем квадранте коэффициент преобразования близок к единице, а в левом верхнем — к нулю на уровне заданного начального тока.

Поэтому результирующая характеристика двухтактного эмиттерного повторителя, являющаяся суммой характеристик верхнего и нижнего плеч, будет обладать высокой линейностью.

Такйм образом, предлагаемый двухтактный эмиттерный. повторитель будет иметь малые нелинейные искажения.

Третий и четвертый транзисторы 3 и 4 всегда работают в активном режиме; что исключает рассасывание зарядов в их базах, и, соответственно, появление сквозных . токов. Тем самым снижается вероятность их теплового пробоя, в особенности в области

1711321

Составитель Б. Таубе

Техред М;Моргентал

Корректор В. Гирняк

Редактор Е.,Папп

Заказ 348 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москаа:, Ж-35, Раушская наб;, 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 того транзисторов соединены через соответственно первый, второй, третий, четвертый резисторы, точка соединения которых является выходом двухтактного змиттерного повторителя, отличающийся тем. 5 что, с целью снижения нелинейных искаже- . ний, между базами первого и второго транзисторов введены последовательно соединенные пятый и шестой резисторы, точка соединения которых является входом 10 двухтактного эмиттерного повторителя, а также введены первый и второй регулируемые элементы смещения и первый и второй односторонние усилители-ограничители, причем дифференциальные входы первого. 15 одностороннего усилителя-ограничителя подключены соответственно к коллектору первого и эмиттеру третьего транзисторов, выход подключен к управляющему входу первого регулируемого элемента смещения; 20 который включен между базой первого транзистора и положительной шиной пи ения; дифференциальные входы второго -.дностороннего усилителя-ограничителя подключены соответственно к коллектору второго и эмиттеру четвертого транзисторов. выход подключен к управляющему входу второго регулируемого элемента смещения, который включен между базой второго транзистора и отрицательной шиной питания.

2. Повторитель по п,1. о т л и ч а о щ и йс я тем, что регулируемые элементы смеще-. ния выполнены на транзисторе, включенном по схеме с общим коллектором, при этом к коллекторам первого и второго транзисторов подключены неинвертирующие входы соответственно первого и второго односто ронних усилителей-ограничителей, а к эмиттерам третьего и четвертого транзисторов — соответственно инвертирующие входы односторонних усилителейограничителей.

3. Повторитель по пп.1 и 2, о т л и ч а юшийся тем„что токозадающие элементы выполнены в виде генераторов тока.