Измерительный усилитель с управляемыми параметрами амплитудно-частотной характеристики

Авторы патента:

Прокопенко Николай Николаевич (RU)

Бугакова Анна Витальевна (RU)

Суворов Вячеслав Вячеславович (RU)

H03F3/00 - Усилители, имеющие в качестве усилительных элементов только электронные или только полупроводниковые приборы

Владельцы патента RU 2519429:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") (RU)

Изобретение относится к области измерительной техники, радиотехники и связи и может использоваться в устройствах фильтрации радиосигналов, телевидении, радиолокации. Технический результат заключается в увеличении затухания выходного сигнала в диапазоне низких частот при повышенной и достаточно стабильной добротности Q амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) ИУ и большом коэффициенте усиления по напряжению (K₀) на частоте квазирезонанса f₀. Измерительный усилитель с управляемыми параметрами амплитудно-частотной характеристики содержит источник сигнала, входной дифференциальный каскад, корректирующие конденсаторы, шины источника питания, токовые выходы входного дифференциального каскада, токостабилизирующие двухполюсники, токовое зеркало, эмиттер. 2 з.п. ф-лы, 10 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области измерительной техники, радиотехники и связи и может использоваться в устройствах фильтрации радиосигналов, телевидении, радиолокации, в том числе для целей измерения параметров высокочастотных сигналов и т.п.

В задачах измерения параметров и выделения высокочастотных сигналов сегодня широко используются интегральные операционные усилители со специальными элементами RC-коррекции, формирующими амплитудно-частотную характеристику резонансного типа [1, 2]. Однако классическое построение таких измерительных усилителей (ИУ) сопровождается значительными энергетическими потерями, которые идут в основном на обеспечение статического режима достаточно большого числа второстепенных транзисторов, образующих операционный усилитель [1, 2]. В этой связи весьма актуальной является задача построения ИУ на минимально возможном числе транзисторов, обеспечивающих выделение узкого спектра сигналов с достаточно высокой добротностью (Q) резонансной характеристики (Q=2÷10) при малом энергопотреблении.

Известны схемы ИУ, интегрированных в архитектуру RC-фильтров на основе биполярных транзисторов, которые обеспечивают формирование амплитудно-частотной характеристики коэффициента усиления по напряжению в заданном диапазоне частот Δf=f_в-f_н [3-10]. Причем их верхняя граничная частота f_в иногда формируется инерционностью транзисторов схемы (емкостью на подложку), а нижняя f_н определяется специальным корректирующим конденсатором.

Ближайшим прототипом заявляемого устройства является усилитель, представленный в патенте US 4843343 fig.2. Он содержит источник сигнала 1, подключенный к первому входу 2 входного дифференциального каскада 3, первый 4 корректирующий конденсатор, включенный по переменному току между выходом устройства 5 и общей шиной источника питания 6, причем второй вход 7 входного дифференциального каскада 3 связан с выходом устройства 5, первый 8 и второй 9 токовые выходы входного дифференциального каскада 3, первый 10 токостабилизирующий двухполюсник, включенный между первой 11 шиной источника питания и входом 12 токового зеркала 13, второй 14 токостабилизирующий двухполюсник, включенный между выходом 15 токового зеркала 13 и первой 11 шиной источника питания, второй 16 корректирующий конденсатор, вторую 17 шину источника питания, согласованную с эмиттерной цепью входного дифференциального каскада 3.

Существенные недостатки ИУ-прототипа фиг.1 состоят в следующем:

- для обеспечения большого (K_y=10^-3 ÷10^-4) затухания выходного

сигнала в диапазоне низких частот (f<<f₀) в структуре ИУ фиг.1 необходимо использовать подключение источника сигнала 1 к базе первого 2 входного транзистора через специальный входной разделительный конденсатор, емкость которого должна быть значительно больше емкостей частотно-задающей цепи (первый 11 и второй 13 корректирующие конденсаторы). Кроме этого, в данном случае необходим дополнительный режимозадающий резистор в цепи базы входного транзистора 2;

- для каскадирования (последовательного соединения) таких схем ИУ в полосовые фильтры необходимо использовать дополнительные буферные усилители;

- в структуре фиг.1 проблематично получение высоких добротностей. При реализации больших добротностей (Q=3…10) необходимо использовать большое значение сопротивления токостабилизирующего двухполюсника 10, что увеличивает пропорционально влияние на работу схемы паразитной емкости коллекторного перехода транзистора 3 и выходной емкости токового зеркала. В конечном итоге это ограничивает диапазон рабочих частот ИУ-прототипа.

Основная задача предлагаемого изобретения состоит в увеличении затухания выходного сигнала в диапазоне низких частот при повышенной и достаточно стабильной добротности Q амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) ИУ и большом коэффициенте усиления по напряжению (K₀) на частоте квазирезонанса f₀.

Поставленная задача решается тем, что в измерительном усилителе фиг.1, содержащем источник сигнала 1, подключенный к первому входу 2 входного дифференциального каскада 3, первый 4 корректирующий конденсатор, включенный по переменному току между выходом устройства 5 и общей шиной источника питания 6, причем второй вход 7 входного дифференциального каскада 3 связан с выходом устройства 5, первый 8 и второй 9 токовые выходы входного дифференциального каскада 3, первый 10 токостабилизирующий двухполюсник, включенный между первой 11 шиной источника питания и входом 12 токового зеркала 13, второй 14 токостабилизирующий двухполюсник, включенный между выходом 15 токового зеркала 13 и первой 11 шиной источника питания, второй 16 корректирующий конденсатор, вторую 17 шину источника питания, согласованную с эмиттерной цепью входного дифференциального каскада 3, предусмотрены новые элементы и связи - второй 16 корректирующий конденсатор включен между выходом 15 токового зеркала 13 и выходом устройства 5, причем выход устройства 5 зашунтирован по переменному току дополнительным резистором 18, второй токовый выход 9 входного дифференциального каскада 3, инвертирующий фазу сигнала на его втором 7 входе, соединен со входом 12 токового зеркала 13, а первый 8 токовый выход входного дифференциального каскада 3 связан с первой 11 шиной источника питания.

Схема усилителя-прототипа показана на чертеже фиг.1. На чертеже фиг.2 представлена схема заявляемого ИУ в соответствии с п.1 формулы изобретения.

На чертеже фиг.3 приведен ИУ с повышенным затуханием выходного сигнала в области низких частот с конкретным выполнением входного дифференциального каскада 3 на полевых транзисторах 27, 28 (п.2 формулы изобретения).

На чертеже фиг.4 показан ИУ фиг.2 с повышенным затуханием в области низких частот и реализацией входного дифференциального каскада 3 по схеме на составных (ЗСМ-33) транзисторах Дарлингтона (п.3 формулы изобретения).

На чертеже фиг.5 представлена схема устройства фиг.2 в среде PSpice на моделях интегральных транзисторов ФГУП НЛП «Пульсар».

На чертеже фиг.6 приведен график частотной зависимости коэффициента усиления схемы ИУ фиг.5 при следующих параметрах элементов C₁=2,1 p, C₂=1,9 p, R₁=1 КОм, R₂=100 Ом. При этом реализуется добротность Q=10.

На чертеже фиг.7 показана схема устройства фиг.2 в среде PSpice на моделях интегральных транзисторов ФГУП HI 111 «Пульсар» для случая, когда источник сигнала 1 связан с базой входного транзистора VT17 входного дифференциального каскада 3 через разделительный конденсатор С3.

На чертеже фиг.8 приведен график частотной зависимости коэффициента усиления схемы фиг.7 при C₁=600 f, С₂=2 р, С₃=2,1 р, R₂=R₃=700 Ом, R₁=1 КОм. При этом реализуемая добротность Q=163.

На чертеже фиг.9 представлена схема устройства фиг.4 в среде PSpice на моделях интегральных транзисторов ФГУП НПП «Пульсар», которая обеспечивает высокое ослабление выходного сигнала в диапазоне низких частот без применения входного разделительного конденсатора и полевых транзисторов.

На чертеже фиг.10 приведен график частотной зависимости коэффициента усиления схемы фиг.9 при C₁=190,5 f, C₂=10,5 f, R₁=1 КОм, R₂=460 Ом. При этом реализуемая добротность Q=114.

Измерительный усилитель с управляемыми параметрами амплитудно-частотной характеристики фиг.2 содержит источник сигнала 1, подключенный к первому входу 2 входного дифференциального каскада 3, первый 4 корректирующий конденсатор, включенный по переменному току между выходом устройства 5 и общей шиной источника питания 6, причем второй вход 7 входного дифференциального каскада 3 связан с выходом устройства 5, первый 8 и второй 9 токовые выходы входного дифференциального каскада 3, первый 10 токостабилизирующий двухполюсник, включенный между первой 11 шиной источника питания и входом 12 токового зеркала 13, второй 14 токостабилизирующий двухполюсник, включенный между выходом 15 токового зеркала 13 и первой 11 шиной источника питания, второй 16 корректирующий конденсатор, вторую 17 шину источника питания, согласованную с эмиттерной цепью входного дифференциального каскада 3. Второй 16 корректирующий конденсатор включен между выходом 15 токового зеркала 13 и выходом устройства 5, причем выход устройства 5 зашунтирован по переменному току дополнительным резистором 18, второй токовый выход 9 входного дифференциального каскада 3, инвертирующий фазу сигнала на его втором 7 входе, соединен со входом 12 токового зеркала 13, а первый 8 токовый выход входного дифференциального каскада 3 связан с первой 11 шиной источника питания.

На чертеже фиг.2 входной дифференциальный каскад 3 реализован на транзисторах 19 и 20, а также источнике тока 21. Резистор 22 устанавливает статический режим транзистора 20. Источник входного напряжения 1 содержит входную эдс 24 и разделительный конденсатор 23. Токовое зеркало 13 выполнено по традиционной схеме и содержит р-n переход 25 и транзистор 26, база которого является токовым входом 12.

На чертеже фиг.3, в соответствии с п.2 формулы изобретения, входной дифференциальный каскад 3 реализован на первом 27 и втором 28 полевых транзисторах, объединенные истоки которых соединены со второй 17 шиной источника питания через вспомогательный токостабилизирующий двухполюсник 29.

На чертеже фиг.4, в соответствии с п.3 формулы изобретения, входной дифференциальный каскад 3 реализован на основе составных транзисторов Дарлингтона 30, 31, 32, 33 и двухполюсников 34, 35, 36, обеспечивающих статический режим схемы.

Рассмотрим работу предлагаемой схемы фиг.3.

Источник входного сигнала u_вх (1) изменяет токи дифференциальной пары, реализованной на транзисторах 27 и 28. Изменение тока стока транзистора 28 вызывает изменение входного тока токового зеркала 13 и коллекторного тока биполярного транзистора 26. Характер коллекторной нагрузки этого транзистора, образованной резисторами 14, 18 и конденсаторами 16, 4, приводит к частотной зависимости напряжения на резисторе 18, соответствующей АЧХ и ФЧХ избирательного усилителя. Действительно, влияние емкостного делителя на конденсаторах 16 и 4 ослабляет токи резистора 18 в диапазонах нижних и верхних частот в окрестности частоты квазирезонанса f₀. Выходное напряжение ИУ (узел 5) дифференциально взаимодействует с входным напряжением 1 и изменяет ток стока транзистора 28 и, следовательно, тока коллектора транзистора 26. Таким образом, подключение выходной цепи 5 ИУ к затвору транзистора 28 реализует в схеме контур обратной связи, частотная зависимость которого соответствует характеристике полосового фильтра. Глубина этой обратной связи (ОС) максимальна только на одной частоте, которая соответствует частоте квазирезонанса (f₀) ИУ. В силу регенеративных свойств этой ОС увеличивается добротность (Q) и коэффициент усиления ИУ (K₀) без изменения частоты квазирезонанса f₀.

Комплексный коэффициент передачи ИУ фиг.3 как отношение выходного напряжения u_вых.5 (выход устройства 5) к входному напряжению u_вх (1) определяется формулой, которую можно получить с помощью методов анализа электронных схем

$K (j f) = \frac{u_{в ы х .5}}{u_{в х}} = K_{0} \frac{j f \frac{f_{0}}{Q}}{f_{0}^{2} - f^{2} + j f \frac{f_{0}}{Q}}, (1)$

где f - частота входного сигнала;

f₀ - частота квазирезонанса ИУ;

Q - добротность АЧХ ИУ;

K₀ - коэффициент усиления ИУ по напряжению на частоте квазирезонанса f₀. Причем

$f_{0} = \frac{1}{2 π \sqrt{C_{4} C_{16} R_{14} R_{18}}}, (2)$

$Q^{- 1} = d_{p} = \sqrt{\frac{R_{18}}{R_{14}}} + (\sqrt{\frac{C_{4}}{C_{16}}} + \sqrt{\frac{C_{16}}{C_{4}}}) + \sqrt{\frac{C_{4}}{C_{16}}} \sqrt{\frac{R_{14}}{R_{18}}} (1 - S R_{18}), (3)$

$K_{0} = Q \cdot S \sqrt{R_{14} R_{18}} \sqrt{\frac{C_{4}}{C_{16}}}, (4)$

где R₁₄, R₁₈(C₁₆, C₄) - сопротивления (емкости) элементов 14 и 18 (16,4);

$S = \frac{S_{27} S_{28}}{S_{27} + S_{28}} K_{i 13} \approx \frac{S_{0}}{2}; (5)$

K_i13≈1 - коэффициент передачи по току токового зеркала 13;

S₂₇≈S₂₈≈S₀ - крутизна транзисторов 27 и 28 входного дифференциального каскада 3.

Из формулы (3) следует, что изменение эквивалентной крутизны S можно независимо от реализуемого значения f₀ (формула 2) осуществить настройку Q схемы ИУ на заданное значение. Например, в схеме фиг.3 это легко реализуется изменением тока I₂₉=2I₀ двухполюсника 29, так как крутизна транзисторов S₂₈≈S₂₇≈S прямо пропорциональна статическому току истока I_И.28=I_и.27=I₀.

Для случая, когда входной дифференциальный каскад 3 выполнен на биполярных транзисторах (например, в схеме фиг.2), эквивалентная крутизна S (5) определяется по формуле

$S = \frac{K_{i 13}}{r_{э 19} + r_{э 20}}, (6)$

где r_Э19=r_Э20=r_э - сопротивление эмиттерных переходов транзисторов 19 и 20.

С учетом режимной зависимости r_э=φ_т/I_э при K_i13=1 формулу (6) можно упростить:

$S \approx \frac{I_{0}}{2 ϕ_{т}}, (7)$

где φ_т=26 мВ - температурный потенциал;

I₀=0,5I₂₁ - половина тока двухполюсника 21.

Таким образом, изменяя ток I₀, можно управлять величиной добротности Q, реализуемой в схемах заявляемого устройства фиг.3, фиг.2.

Кроме этого, важным дополнительным свойством схем фиг.2 и 3 является относительно небольшое влияние паразитных емкостей транзисторов на основные параметры f₀ и Q. Действительно, для схемы фиг.3 можно показать, что относительные изменения основных параметров ИУ

$\frac{Δ f_{0}}{f_{0}} = - \frac{1}{2} (\frac{C _{в х}}{C_{4}} + \frac{C_{в х}}{С_{16}} + \frac{С_{п}}{C_{16}}), (8)$

$\frac{Δ d_{p}}{d_{p}} = Q \sqrt{\frac{C_{14}}{C_{18}}} \sqrt{\frac{R_{в х}}{R_{16}}}, (9)$

где С_вх - входная емкость транзистора 28;

С_п - емкость на подложку коллекторной цепи транзистора 26 (фиг.3). Структурные свойства схемы фиг.3 (фиг.2) позволяют оптимизировать параметры ИУ фиг.3 (фиг.2). Если выбрать C₁₆=C₄=C, то оптимальное отношение (R₁₈/R₁₄)_opt=1/2, и тогда при минимальном значении эквивалентной крутизны S выполняется условие

$Q^{- 1} = d_{p} = \sqrt{2} (2 - S R_{18}) . (10)$

В этом случае чувствительности основных параметров ИУ к нестабильности пассивных элементов схемы оптимизируются:

$S_{R_{14}}^{d_{p}} = - S_{R_{14}}^{0} = \frac{Q}{\sqrt{2}} S R_{18}; S_{R_{18}}^{d_{p}} = - S_{R_{18}}^{0} = - \frac{3 Q}{\sqrt{2}} S R_{18}; (11)$

$S_{S}^{d_{p}} = - S_{S}^{Q} = - Q \sqrt{2} S R_{18}; (12)$

$S_{C_{4}}^{d_{p}} = - S_{C_{16}}^{d_{p}} = - S_{C_{4}}^{Q} = - S_{C_{16}}^{Q} = Q \sqrt{2} (1 ` - S R_{18}); (13)$

$S_{C_{4}}^{f_{0}} = S_{C_{16}}^{f_{0}} = S_{R_{14}}^{f_{0}} = S_{R_{18}}^{f_{0}} = - \frac{1}{2} . (14)$

В биполярном базисе элементов в схеме ИУ фиг.2 для уменьшения на низких частотах прямой передачи входного сигнала 1 по цепи «база транзистора 20 - эмиттер транзистора 20 - эмиттер транзистора 19 - база транзистора 19», зависящей от их коэффициентов усиления по току базы этих транзисторов (β=50÷200), нужна дополнительная разделительная емкость 23 во входной цепи, которая показана в источнике входного сигнала 1.

В предлагаемой схеме ИУ за счет применения полевых транзисторов 27 и 28 (фиг.3) этот эффект значительно ослаблен, а асимптотические затухания на низких частотах малы в связи с отсутствием передачи изменений токов истока транзисторов 27 и 28 в цепь затвора транзистора 28, т.е. на выход устройства 5.

Аналогичным свойством обладает ИУ фиг.4, в котором каскад 3 выполнен на составных транзисторах Дарлингтона (фиг.4).

Таким образом, заявляемое схемотехническое решение ИУ характеризуется более высокими значениями коэффициента усиления К₀на частоте квазирезонанса f₀, повышенными величинами добротности Q, характеризующей его избирательные свойства, а также более высоким ослаблением выходного сигнала в диапазоне низких частот. Данное сочетание свойств ИУ позволяет обеспечить его эффективное использование для целей измерения параметров высокочастотных сигналов и их усиления.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Design of Bipolar Differential OpAmps with Unity Gain Bandwidth up to 23 GHz \ N.Prokopenko, A. Budyakov, K.Schmalz, C.Scheytt, P.Ostrovskyy \\ Proceeding of the 4-th European Conference on Circuits and Systems for Communications - ECCSC'08 / - Politehnica University, Bucharest, Romania: July 10-11, 2008. - pp.50-53.

2. СВЧ СФ-блоки систем связи на базе полностью дифференциальных операционных усилителей \ Прокопенко Н.Н., Будяков А.С., К.Schmalz, С.Scheytt \\ Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем - 2010. Сборник трудов / под общ. ред. академика РАН А.Л.Стемпковского. - М.: ИППМ РАН, 2010. - С.583-586.

3. Патент US 4843343.

4. Патент US 4590435, fig.5.

5. Патент US 4999585, fig.2.

6. Патент US 6307438, fig.2.

7. Патент US 4267518, fig.4.

8. Патент WO 03052925.

9. Патентная заявка US 2008/0246538, fig.3.

10. Патентная заявка US 2010/0201437.

1. Измерительный усилитель с управляемыми параметрами амплитудно-частотной характеристики, содержащий источник сигнала (1), подключенный к первому входу (2) входного дифференциального каскада (3), первый (4) корректирующий конденсатор, включенный по переменному току между выходом устройства (5) и общей шиной источника питания (6), причем второй вход (7) входного дифференциального каскада (3) связан с выходом устройства (5), первый (8) и второй (9) токовые выходы входного дифференциального каскада (3), первый (10) токостабилизирующий двухполюсник, включенный между первой (11) шиной источника питания и входом (12) токового зеркала (13), второй (14) токостабилизирующий двухполюсник, включенный между выходом (15) токового зеркала (13) и первой (11) шиной источника питания, второй (16) корректирующий конденсатор, вторую (17) шину источника питания, согласованную с эмиттерной цепью входного дифференциального каскада (3), отличающийся тем, что второй (16) корректирующий конденсатор включен между выходом (15) токового зеркала (13) и выходом устройства (5), причем выход устройства (5) зашунтирован по переменному току дополнительным резистором (18), второй токовый выход (9) входного дифференциального каскада (3), инвертирующий фазу сигнала на его втором (7) входе, соединен со входом (12) токового зеркала (13), а первый (8) токовый выход входного дифференциального каскада (3) связан с первой (11) шиной источника питания.

2. Измерительный усилитель с управляемыми параметрами амплитудно-частотной характеристики по п.1, отличающийся тем, что входной дифференциальный каскад (3) реализован на первом (27) и втором (28) полевых транзисторах, объединенные истоки которых соединены со второй (17) шиной источника питания через вспомогательный токостабилизирующий двухполюсник (29).

3. Измерительный усилитель с управляемыми параметрами амплитудно-частотной характеристики по п.1, отличающийся тем, что входной дифференциальный каскад (3) реализован на основе составных (30), (31) и (32), (33) транзисторов Дарлингтона.

Предлагаемое изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в радиоприемных устройствах, фазовых детекторах и модуляторах, а также в системах умножения частоты или в качестве усилителя, коэффициент передачи по напряжению которого с входов канала «X» зависит от уровня сигнала управления канала «Y».

Избирательный усилитель с расширенным частотным диапазоном // 2517681

Изобретение относится к области радиотехники. Технический результат заключается в расширении частотного диапазона ИУ за счет ослабления влияния частоты единичного усиления f1 основного ОУ на частоту квазирезонанса f0.

Широкополосный усилитель на основе каскада с общей базой (или с общим эмиттером) // 2515538

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в качестве устройства усиления аналоговых сигналов, в структуре аналоговых микросхем различного функционального назначения, например в высокочастотных усилителях, компараторах, преобразователях сигналов и т.п.

Прецизионный усилитель аналоговых сигналов большой мощности с высоким кпд // 2514928

Прецизионный усилитель аналоговых сигналов большой мощности с высоким КПД относится к области радиотехники для использования в качестве прецизионного УНЧ, созданного на основе полупроводниковых приборов.

Мутильдифференциальный операционный усилитель // 2513489

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в качестве устройства усиления широкополосных сигналов, в структуре аналоговых интерфейсов, аналого-цифровых преобразователях, RC-фильтрах, инструментальных усилителях и т.п.

Широкополосный каскодный усилитель // 2513486

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в качестве устройства усиления аналоговых сигналов в структуре аналоговых микросхем различного функционального назначения (например, широкополосных и избирательных усилителях ВЧ и СВЧ диапазонов).

Двунаправленный свч усилитель // 2504895

Изобретение относится к радиотехнике, а более конкретно к двунаправленным СВЧ усилителям. Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что двунаправленность усиления достигается путем применения циркуляторов или направленных ответвителей вместо коммутаторов на входах устройства.

Контактный модулятор тока // 2490782

Дифференциальный усилитель с нулевым уровнем выходных статических напряжений // 2488954

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в качестве устройства усиления широкополосных сигналов, в структуре аналоговых микросхем различного функционального назначения (видеоусилителей, операционных усилителей, непрерывных стабилизаторов напряжения, перемножителей сигналов и т.д.).

Избирательный усилитель // 2488953

Комплементарный дифференциальный усилитель с расширенным диапазоном активной работы // 2519544

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в качестве устройства усиления аналоговых сигналов с широким динамическим диапазоном. Техническим результатом является расширение диапазона активной работы входного каскада операционного усилителя для дифференциального сигнала, а также получение граничных напряжений его проходной характеристики iвых=f(uвх) на уровне Uгр=0.4÷0,8 В. Комлементарный дифференциальный усилитель с расширенным диапазоном активной работы содержит первый (1) и второй (2) входные транзисторы, входы (3), (4) устройства, первый (5) и второй (6) выходные транзисторы, источник опорного тока (7), первый (8) и второй (9) токоограничивающие резисторы, первый (10) и второй (11) последовательно соединенные вспомогательные резисторы, вспомогательный прямосмещенный p-n переход (12), общий узел (13), первую группу противофазных токовых выходов (14, 15), вторую группу противофазных токовых выходов (16, 17), эмиттерный p-n переход дополнительного транзистора (18), шину (19) источника питания. 1 з.п. ф-лы, 11 ил.

Выходной каскад усилителя мощности на основе комплементарных транзисторов // 2523947

Изобретение относится к области радиотехники и связи, а именно к устройствам усиления мощности. Технический результат: повышение на несколько порядков входного сопротивления ВК и его коэффициента усиления по току при достаточно высоком уровне стабильности сквозного тока выходных транзисторов. Устройство содержит: первый (1) и второй (2) выходные транзисторы разного типа проводимости, эмиттеры которых связаны с выходом устройства (3), первую (4) шину питания, связанную с коллектором первого (1) выходного транзистора, вторую (5) шину источника питания, соединенную с коллектором второго (2) выходного транзистора, вход устройства (4) соединен с затворами первого (6) и второго (7) входных транзисторов с управляющим р-n-переходом, стоки которых подключены ко второй (5) шине источника питания, база первого (1) выходного транзистора соединена с истоком первого (6) входного транзистора и стоком первого (8) вспомогательного транзистора, затвор которого подключен к первой (4) шине источника питания, а исток связан с первой (4) шиной источника питания, база второго (2) выходного транзистора соединена с истоком второго (7) входного транзистора и стоком второго (9) дополнительного транзистора, затвор которого соединен с первой (4) шиной источника питания, а исток соединен с первой (4) шиной источника питания через первую (10) цепь последовательно-параллельно соединенных р-n-переходов. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

Измерительный усилитель с резонансной амплитудно-частотной характеристикой // 2523953

Изобретение относится к области измерительной техники, радиотехники и связи. Техническим результатом является - увеличение затухания выходного сигнала в диапазоне низких частот при повышенной и достаточно стабильной добротности Q амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) ИУ и большом коэффициенте усиления по напряжению (K0) на частоте квазирезонанса f0. Измерительный усилитель с резонансной амплитудно-частотной характеристикой содержит: источник входного сигнала (1), базу первого (2) входного транзистора, второй (3) входной транзистор, выход (4) устройства, первый (5) токостабилизирующий двухполюсник, первую (6) шину источника питания, токовое зеркало (7), вторую (8) шину источника питания, выход (9), второй (10) токостабилизирующий двухполюсник, первый (11) корректирующий конденсатор, общую шину источников питания (12), второй (13) корректирующий конденсатор, вход (14), дополнительный резистор (15). 6 ил.

Зарядочувствительный предусилитель // 2526756

Изобретение относится к области электроники, а именно к предварительным усилителям для съема сигналов с детекторов ионизирующих излучений при использовании длинной кабельной линии в схемах амплитудной спектрометрии и для регистрации ядерных излучений. Техническим результатом является увеличение динамической емкости предусилителя. Устройство содержит входной полевой транзистор n-типа, канал усиления тока, выполненный на паре биполярных транзисторов pnp-типа, и основной усилитель, выполненный на базе широкополосного операционного усилителя, охваченный резистивно-емкостной обратной связью, причем в зарядочувствительном предусилителе входной полевой транзистор и каналы усиления тока включают каскодно-дифференциально так, что сток входного полевого транзистора подключен к эмиттеру первого биполярного транзистора, исток входного полевого транзистора подключен к эмиттеру второго биполярного транзистора, и коллекторы этих транзисторов подключены к неинвертирующему и инвертирующему входам операционного усилителя соответственно, а величины резисторов нагрузок биполярных транзисторов выбирают из условия минимизации входного шума. 3 ил.

Широкополосный усилитель мощности // 2527202

Изобретение относится к области радиотехники и связи. Техническим результатом является уменьшение уровня нелинейных искажений и шумов различного происхождения в цепи нагрузки ШНУ с неинвертирующим выходным каскадом. Широкополосный усилитель мощности содержит неинвертирующий выходной каскад (1), вход которого связан со входом устройства (2) и источником входного напряжения (3) через согласующий резистор (4), цепь нагрузки (5), подключенную к выходу (6) устройства, связанному с выходом неинвертирующего выходного каскада (1). В схему введен корректирующий каскад (7), токовый выход которого (8) соединен со входом неинвертирующего выходного каскада (1), между входом устройства (2) и входом (9) корректирующего каскада (7) включен первый (10) дополнительный резистор, а выход устройства (6) связан со входом (9) корректирующего каскада (7) через последовательно соединенные дополнительный инвертирующий буферный усилитель (11) и второй (12) дополнительный резистор. 2 з.п. ф-лы, 11 ил.

Быстродействующий драйвер емкостной нагрузки // 2538324

Изобретение относится к области радиотехники и связи. Технический результат заключается в повышении быстродействия драйвера при работе на емкостную нагрузку, расширении диапазона его рабочих частот. Быстродействующий драйвер емкостной нагрузки содержит источник сигнала, связанный со входом буферного каскада, выход которого подключен к конденсатору цепи нагрузки. Выход буферного каскада соединен со входом неинвертирующего усилителя напряжения и выходом усилителя тока, причем между выходом неинвертирующего усилителя напряжения и входом усилителя тока включен корректирующий многополюсник. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Устройство линейного усиления сигнала с амплитудной и фазовой модуляцией с использованием нелинейных усилителей // 2541842

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в передающих и ретранслирующих устройствах для линейного усиления сигнала с амплитудной и фазовой модуляцией с использованием нелинейных усилителей. Техническим результатом является уменьшение искажений, возникающих при усилении сигнала. Устройство содержит первый сумматор, два идентичных нелинейных усилителя мощности, первый вычитатель и второй сумматор, фазовращатель на угол 90°, второй вычитатель, фильтр нижних частот, нелинейный преобразователь, ограничитель, нелинейный преобразователь, перемножитель и пиковый детектор. 1 ил.

Устройство линейного усиления сигнала с амплитудной и фазовой модуляцией с использованием нелинейных усилителей // 2541843

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в передающих и ретранслирующих устройствах для линейного усиления сигнала с амплитудной и фазовой модуляцией. Достигаемый технический результат - уменьшение искажений, возникающих при усилении сигнала. Устройство линейного усиления сигнала с амплитудной и фазовой модуляцией с использованием нелинейных усилителей содержит сумматор, два идентичных нелинейных усилителя мощности, фазовращатель на угол 90°, ограничитель, блок формирования первой составляющей входного сигнала устройства с постоянной амплитудой (далее - блок формирования), блок преобразования первой составляющей входного сигнала устройства с постоянной амплитудой во вторую составляющую входного сигнала с постоянной амплитудой (далее - блок преобразования), при этом блок преобразования содержит фазовращатель на угол 90°, перемножитель и смеситель, блок формирования содержит фазовый детектор, пиковый детектор, нелинейный преобразователь, осуществляющий преобразование отношения поступающих на его входы сигналов по закону арксинуса, и фазовый модулятор. 1 ил.

Ключевой усилитель мощности // 2542879

Изобретение относится к области электрорадиотехники, а именно к ключевым усилителям высокой частоты, и может быть использовано в радиопередатчиках. Технический результат изобретения заключается в улучшении линейности усиления ключевых усилителей мощности за счет существенного снижения уровня гармоник четных порядков в спектре усиливаемого сигнала. Технический результат достигается за счет ключевого усилителя, в котором высокочастотный сигнал с выхода предварительного усилителя, работающего в режиме усиления класса «А», преобразуется широтно-импульсным модулятором в ряд прямоугольных импульсов, при сложении которых воспроизводится входящий сигнал на новом уровне мощности. Усилитель имеет существенно более низкий уровень гармоник четных порядков по сравнению с известными ключевыми усилителями при сохранении требований также к подавлению гармоник нечетных порядков. 3 ил.

Широкополосный усилитель мощности коротковолнового диапазона // 2550561

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в широкополосных радиопередатчиках. Технический результат заключается в преобразовании энергии высших гармоник в энергию постоянного тока и возвращении этой энергии источнику питания. В усилителе используют мостовую схему сложения мощности вместо балластного резистора электрической цепи, содержащей широкополосное согласующее устройство, двухполупериодный выпрямитель, накопительный конденсатор, дроссель и ограничительный диод, что обеспечивает возвращение части энергии полезного сигнала источнику питания радиопередатчика, повышая его КПД. 1 ил.