Комплементарный дифференциальный усилитель с расширенным диапазоном активной работы

Авторы патента:

Дворников Олег Владимирович (BY)

Прокопенко Николай Николаевич (RU)

Бутырлагин Николай Владимирович (RU)

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

Владельцы патента RU 2519544:

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

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 i_вых=f(u_вх) на уровне U_гр=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.

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в качестве устройства усиления аналоговых сигналов с широким динамическим диапазоном, в структуре аналоговых микросхем различного функционального назначения (например, быстродействующих операционных усилителях (ОУ), мультидифференциальных ОУ и RC-фильтрах на их основе).

Известны схемы комплементарных входных каскадов ОУ, выполненных в виде дифференциальных усилителей (ДУ) на n-p-n и p-n-p транзисторах с так называемой «архитектурой входного каскада операционного усилителя µА741» [1-30]. На их модификации выдано более 50 патентов для ведущих микроэлектронных фирм мира. Дифференциальные усилители данного класса, наряду с типовым параллельно-балансным каскадом [29-31], стали основным усилительным элементом многих аналоговых интерфейсов. Это связано с тем, что в таких ДУ минимизируется входная емкость из-за отсутствия эффекта Миллера. Предлагаемое изобретение относится к данному подклассу устройств.

Ближайшим прототипом (фиг.1) заявляемого устройства является комплементарный дифференциальный усилитель по патенту US 4.429.284, fig.2, содержащий первый 1 и второй 2 входные транзисторы, базы которых являются соответствующими входами 3, 4 устройства, первый 5 и второй 6 выходные транзисторы, базы которых соединены с источником опорного тока 7, первый 8 и второй 9 токоограничивающие резисторы, включенные между эмиттерами соответствующих первого 1 входного и первого 5 выходного транзисторов, а также второго 2 входного и второго 6 выходного транзисторов, первый 10 и второй 11 последовательно соединенные вспомогательные резисторы, включенные между эмиттерами первого 1 и второго 2 входных транзисторов, вспомогательный прямосмещенный p-p переход 12, включенный между базами первого 5 и второго 6 выходных транзисторов и общим узлом 13 последовательно соединенных первого 10 и второго 11 вспомогательных резисторов, первую группу противофазных токовых выходов (14, 15), связанную с коллекторами первого 5 и второго 6 входных транзисторов, вторую группу противофазных токовых выходов (16, 17), связанную с коллекторами первого 1 и второго 6 выходных транзисторов.

Существенный недостаток известного ДУ состоит в том, что он имеет сравнительно узкий динамический диапазон (U_гр) линейного усиления дифференциальных сигналов (U_вх.max<U_гр≈100÷150 мВ). Как показано в монографии авторов настоящей заявки [31], это обстоятельство является главной причиной невысокого быстродействия современных операционных усилителей, обусловленной нелинейным режимом работы входного каскада ОУ. При этом для большинства ОУ с высокоимпедансным узлом и одним корректирующим конденсатором (C_к) максимальная скорость нарастания выходного напряжения определяется формулой [31]

$υ_{в ы х} = 2 π f_{с р} U г_{г р}, (1)$

где f_cp - частота единичного усиления (частота среза) скорректированного ОУ;

U_гр - напряжение ограничения проходной характеристики i_вых=f(u_вх) входного каскада (для классических ДУ U_гр=50÷100 мВ).

Из (1) следует, что повышение υ_вых можно осуществить двумя качественно разными путями [31]:

1. Увеличением диапазона активной работы входного ДУ (U_гр) без изменения крутизны преобразования входного напряжения в выходные токи ДУ;

2. Повышением f_cp за счет улучшения частотных свойств транзисторов, что связано, прежде всего, с использованием более высокочастотных и дорогостоящих техпроцессов (SG25VD, SG25Н1, SG25RН и др.).

Заявляемый входной каскад ОУ решает задачу повышения быстродействия за счет увеличения (без изменения крутизны) в несколько раз диапазона линейной работы входного каскада, измеряемого напряжением ограничения U_гр=0.4÷0,8 В.

Кроме этого предлагаемый ДУ достаточно эффективен в мультидифференциальных ОУ, где от входных каскадов требуется достаточно широкий диапазон линейной работы, а также в RC-фильтрах с малым уровнем нелинейных искажений.

Таким образом, основная задача предлагаемого изобретения состоит в расширении диапазона активной работы входного каскада ОУ для дифференциального сигнала - получении граничных напряжений его проходной характеристики i_вых=f(u_вх) на уровне U_гр=0.4÷0,8 В.

Поставленная задача достигается тем, что в комплементарном дифференциальном усилителе с расширенным диапазоном активной работы, содержащем первый 1 и второй 2 входные транзисторы, базы которых являются соответствующими входами 3, 4 устройства, первый 5 и второй 6 выходные транзисторы, базы которых соединены с источником опорного тока 7, первый 8 и второй 9 токоограничивающие резисторы, включенные между эмиттерами соответствующих первого 1 входного и первого 5 выходного транзисторов, а также второго 2 входного и второго 6 выходного транзисторов, первый 10 и второй 11 последовательно соединенные вспомогательные резисторы, включенные между эмиттерами первого 1 и второго 2 входных транзисторов, вспомогательный прямосмещенный p-n переход 12, включенный между базами первого 5 и второго 6 выходных транзисторов и общим узлом 13 последовательно соединенных первого 10 и второго 11 вспомогательных резисторов, первую группу противофазных токовых выходов (14, 15), связанную с коллекторами первого 1 и второго 2 входных транзисторов, вторую группу противофазных токовых выходов (16, 17), связанную с коллекторами первого 5 и второго 6 выходных транзисторов, предусмотрены новые элементы и связи - в качестве вспомогательного прямосмещенного p-n перехода 12 используется эмиттерный p-n переход дополнительного транзистора 18, коллектор которого связан с шиной 19 источника питания.

Схема усилителя-прототипа представлена на чертеже фиг.1. На чертеже фиг.2 показано заявляемое устройство в соответствии с формулой изобретения.

На чертеже фиг.3 показана типовая архитектура быстродействующего операционного усилителя.

На чертеже фиг.4 показана схема ДУ-прототипа в среде компьютерного моделирования PSpise на моделях интегральных транзисторов ФГУП НПП «Пульсар».

На чертеже фиг.5 - фиг.6 приведены зависимости выходных токов ДУ фиг.4 от входного напряжения при различных значениях сопротивлений резистора R_i R_i=R₈=R₉=R₁₀=20 Ом - фиг.5 и R_i=200 Ом - фиг.6.

На чертеже фиг.7 показана схема заявляемого ДУ фиг.2 в среде компьютерного моделирования PSpise на моделях интегральных транзисторов ФГУП НПП «Пульсар».

На чертежах фиг.8 - фиг.9 приведены зависимости выходных токов от входного напряжения ДУ фиг.7 при различных значениях сопротивлений R₀ согласующего резистора 20, включенного в эмиттер транзистора 18.

На чертежах фиг.10 - фиг.11 приведены зависимости разностей выходных токов ДУ от входного напряжения u_вх ДУ фиг.7 при различных значениях сопротивлений R₀ согласующего резистора 20.

Комлементарный дифференциальный усилитель с расширенным диапазоном активной работы фиг.2 содержит первый 1 и второй 2 входные транзисторы, базы которых являются соответствующими входами 3, 4 устройства, первый 5 и второй 6 выходные транзисторы, базы которых соединены с источником опорного тока 7, первый 8 и второй 9 токоограничивающие резисторы, включенные между эмиттерами соответствующих первого 1 входного и первого 5 выходного транзисторов, а также второго 2 входного и второго 6 выходного транзисторов, первый 10 и второй 11 последовательно соединенные вспомогательные резисторы, включенные между эмиттерами первого 1 и второго 2 входных транзисторов, вспомогательный прямосмещенный p-n переход 12, включенный между базами первого 5 и второго 6 выходных транзисторов и общим узлом 13 последовательно соединенных первого 10 и второго 11 вспомогательных резисторов, первую группу противофазных токовых выходов (14, 15), связанную с коллекторами первого 1 и второго 2 входных транзисторов, вторую группу противофазных токовых выходов (16, 17), связанную с коллекторами первого 5 и второго 6 выходных транзисторов. В качестве вспомогательного прямосмещенного p-n перехода 12 используется эмиттерный p-n переход дополнительного транзистора 18, коллектор которого связан с шиной 19 источника питания.

На чертеже фиг.3 заявляемый дифференциальный усилитель фиг.2 (21) включен в классическую структуру быстродействующего ОУ с высокоимпедансным узлом 22, которая содержит дополнительные токовые зеркала 23, 24, выходной буфер 25 и корректирующий конденсатор (C_к) 26. При этом ОУ охвачен 100% отрицательной обратной связью. Его электропитание обеспечивается источниками 27 и 28.

На чертеже фиг.2, в соответствии с п.2 формулы изобретения, последовательно с эмиттерным p-n переходом дополнительного транзистора 18 включен согласующий резистор 20.

Рассмотрим вначале работу известного устройства фиг.1.

Статические токи всех транзисторов схемы определяются током I₇ токостабилизирущего двухполюсников 7. При этом, для достаточно низкоомных резисторов 8, 10, 11, 9 (R₈=R₁₀=R₁₁=R₉=R=10-15 Ом) за счет увеличения площадей эмиттерных переходов транзисторов 5, 6 можно при нулевом входном напряжении ДУ (U_вх=0) обеспечить равенство всех эмиттерных токов схемы:

$I_{э 1} = I_{э 2} = I_{э 5} = I_{э 6} \approx I_{0}, (2)$

где 2I₀=I₇ - некоторый опорный ток, например 1 мА.

На основании уравнений Кирхгофа при U_вх=0 можно записать следующие уравнения

$U_{э б .5} + I_{э 5} R_{8} = I_{0} R_{10} + U_{d}, (3)$

$U_{э б .6} + I_{э 6} R_{9} = I_{0} R_{11} + U_{d}, (4)$

U_d=U_AB=0,7 B - напряжение на двухполюснике 12 (вспомогательном прямосмещенном p-n переходе),

$U_{э б .5} = U_{э б .6} \approx 0,7 - с т а т и ч е с к о е н а п р я ж е н и е (5)$

эмиттер-база транзисторов 5 и 6.

Таким образом, эмиттерные токи выходных транзисторов 5, 6 при U_вх=0

$I_{э 5} = I_{0} \frac{R_{10}}{R_{8}}, (6)$

$I_{э 6} = I_{0} \frac{R_{11}}{R_{9}}, (7)$

а эмиттерные токи входных транзисторов 1 и 2:

$I_{э 1} = I_{э 5} + I_{0} = I_{0} (1 + \frac{R_{10}}{R_{8}}), (8)$

$I_{э 2} = I_{э 6} + I_{0} = I_{0} (1 + \frac{R_{11}}{R_{9}}) . (9)$

Для приращений тока через R10 и R11, вызванных изменениями входного напряжения, можно записать

$i_{R} \approx \frac{u_{в х}}{R_{10} + R_{11}} . (10)$

Поэтому приращение напряжения u_CB между узлами «С» и «В», «открывающего» транзистор VT5

$u_{C B} = u_{R 10} \approx \frac{u_{в х}}{R_{10} + R_{11}} R_{10} . (11)$

Как следствие, приращение эмиттерного тока i_э5 выходного транзистора 5 и его суммарный эмиттерный ток i_э5(t)

$i_{э 5} \approx \frac{u_{C B}}{R_{8}} = \frac{R_{10}}{R_{8}} \frac{u_{в х}}{R_{10} + R_{11}}, (12)$

$i_{э 5} (t) = I_{0} \frac{U_{10}}{R_{8}} + \frac{R_{10}}{R_{8}} \frac{u_{в х}}{R_{10} + R_{11}} . (13)$

Аналогично для эмиттерного тока выходного транзистора 6

$i_{э 6} (t) = I_{0} \frac{R_{11}}{R_{9}} - \frac{R_{11}}{R_{9}} \frac{u_{в х}}{R_{10} + R_{11}} . (14)$

Транзистор 6 полностью «закроется», если i_э6(t)≈0, то есть при

$U_{в х} = U_{в х . г р} = (R_{10} + R_{11}) I_{0} = 2 R_{10} I_{0} = 2 R_{11} I_{0} = 2 R_{8} I_{0} = 2 R_{9} I_{0} . (15)$

Учитывая, что R8 и R9, существенно влияющие на крутизну S_вх проходной характеристики ДУ i_вых=f(u_вх), не могут выбираться большими, из (15) следует, что при фиксированной крутизне S_вх рассматриваемая схема фиг.1 не может обеспечить пропорциональность выходных токов от u_вх в широком диапазоне изменений u_вх, причем крутизна

$S_{в х} \approx R_{8}^{- 1} + {[h_{11.1}^{б} + h_{11.5}^{б}]}^{- 1}, (16)$

где $h_{11.1}^{б}$ , $h_{11.5}^{б}$ - h-параметры транзисторов 1 и 5 в схеме с общей базой. При этом максимальные выходные токи ДУ не могут превышать значения

I_к5.max=I_к6.max=2I₀, I_к1.max=I_к2.max=4I₀. Следовательно, ДУ фиг.1 работает в режиме класса «А», для которого выходные токи жестко связаны с суммарным статическим током, потребляемым ДУ от источника питания. В этом состоит один из существенных недостатков ДУ-прототипа.

Рассмотрим далее схему заявляемого ДУ фиг.2.

Статический режим транзисторов схемы фиг.2 при R₁₀=R₁₁≤1 кОм и U_вх=0, описываются следующей системой уравнений Кирхгофа:

$U_{э б .5} + I_{э 5} R_{8} = U_{э б .18} + I_{0} R_{0}, (17)$

$U_{э б .6} + I_{э 6} R_{9} = U_{э б .18} + I_{0} R_{0}, (18)$

где R₀ - сопротивление резистора 20.

Если учесть, что U_эб.i≈0,7 В, то можно найти статические (U_вх=0) эмиттерные токи всех основных (1, 2, 5, 6) транзисторов схемы

$I_{э 5} = I_{0} \frac{R_{0}}{R_{8}} = I_{э 1}, (19)$

$I_{э 6} = I_{0} \frac{R_{0}}{R_{9}} I_{э 2} . (20)$

Будем в дальнейшем считать, например, что R₀=R₈=R₉=10÷20 Ом. Если на вход Вх.1 подается положительное напряжение u_вх, то ток через резисторы 10÷11 получает приращение i_R, которое создает на резисторе 10 «отпирающее» транзистор 5, а на резисторе 11 «запирающее» транзистор 6 напряжения, которые вызывают соответствующие изменения коллекторных токов этих транзисторов. Так для левой части схемы ДУ фиг.2

$i_{к 1} \approx i_{к 5} = \frac{R_{10} u_{в х}}{R_{8} (R_{10} + R_{11})} \approx \frac{u_{в х}}{R_{8} (1 + \frac{R_{11}}{R_{10}})} \approx \frac{u_{в х}}{2 R_{8}} . (21)$

При этом транзисторы 6 и 2 «подзапираются», так как их коллекторные токи уменьшаются на величину

$i_{к 2} \approx i_{к 6} \approx \frac{u_{в х}}{2 R_{9}} . (22)$

Полное запирание транзисторов 2, 6 (I_к3=0, I_к6=0) произойдет при входном граничном напряжении

$u_{в х} = U_{г р} = 0,7 (1 + \frac{R_{10}}{R_{11}}) \approx 1,4 B . (23)$

Таким образом при u_вх=U_гр максимальные выходные токи ДУ достигнут значений

$i_{к 1. \max} = i_{к 5. \max} = \frac{0,35}{R_{8}} (1 + \frac{R_{10}}{R_{11}}) \approx \frac{0,7}{R_{8}} B . (24)$

если R₈=R₉=10 ОМ, то i_к1.max=i_к5.max≈70 мА.

Практические значения i_к1.max=i_к5.max (фиг.9) отличаются от расчетных по формуле (24) из-за влияния сопротивлений резисторов 10, 11 и коэффициента усиления по току базы β₁₈ транзистора 18 на работу схемы. Кроме этого при более точных расчетах следует учесть, что фактическое запирание транзисторов 5 (6) происходит не при U_эб=0, а при U_эб≈0,5 В. Как следствие, при R10=R11=1 кОм максимальные токи i_к1.max, i_к5.max несколько меньше расчетных по формуле (24).

Таким образом, ДУ фиг.2 работает как каскад класса «В» - его максимальные выходные токи существенно превышают статические токи транзисторов, что, наряду с более высоким значением U_гр, является его существенным достоинством.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Патент США №3.786.362

2. Патент США №4.030.044

3. Патент США №4.059.808, фиг.5

4. Патент США №4.286.227

5. Авт.свид. СССР №375754, H03f 3/38

6. Авт.свид. СССР №843164, H03f 3/30

7. Патент США №3.660.773

8. Патент США №4.560.948

9. Патент РФ №2930041, H03f 1/32

10. Патент Японии №57-5364, H03f 3/343

11. Патент ЧССР №134845, кл. 21а² 18/08

12. Патент ЧССР №134849, кл. 21а² 18/08

13. Патент ЧССР №135326, кл. 21а² 18/08

14. Патент США №4.389.579

15. Патент Англии №1543361, Н3Т

16. Патент США №5.521.552 (фиг.3а)

17. Патент США №4.059.808

18. Патент США №5.789.949

19. Патент США №4.453.134

20. Патент США №4.760.286

21. Авт.свид. СССР №1283946

22. Патент РФ №2019019

23. Патент США №4.389.579

24. Патент США №4.453.092

25. Патент США №3.566.289

26. Патент США №4.059.808 (фиг.2)

27. Патент США №3.649.926

28. Патент США №4.714.894 (фиг.1)

29. Матавкин В.В. Быстродействующие операционные усилители. - М.: Радио и связь, 1989.

30. М.Херпи. Аналоговые интегральные схемы. - М.: Радио и связь, 1983, стр.174, рис.5.52.

31. Операционные усилители с непосредственной связью каскадов [Текст] / В.И. Анисимов, М.В. Капитонов, Н.Н. Прокопенко, Ю.М. Соколов. - Л., 1979. - 148 с.

1. Комлементарный дифференциальный усилитель с расширенным диапазоном активной работы, содержащий первый (1) и второй (2) входные транзисторы, базы которых являются соответствующими входами (3), (4) устройства, первый (5) и второй (6) выходные транзисторы, базы которых соединены с источником опорного тока (7), первый (8) и второй (9) токоограничивающие резисторы, включенные между эмиттерами соответствующих первого (1) входного и первого (5) выходного транзисторов, а также второго (2) входного и второго (6) выходного транзисторов, первый (10) и второй (11) последовательно соединенные вспомогательные резисторы, включенные между эмиттерами первого (1) и второго (2) входных транзисторов, вспомогательный прямосмещенный p-n переход (12), включенный между базами первого (5) и второго (6) выходных транзисторов и общим узлом (13) последовательно соединенных первого (10) и второго (11) вспомогательных резисторов, первую группу противофазных токовых выходов (14, 15), связанную с коллекторами первого (1) и второго (2) входных транзисторов, вторую группу противофазных токовых выходов (16, 17), связанную с коллекторами первого (5) и второго (6) выходных транзисторов, отличающийся тем, что в качестве вспомогательного прямосмещенного p-n перехода (12) используется эмиттерный p-n переход дополнительного транзистора (18), коллектор которого связан с шиной (19) источника питания.

2. Комлементарный дифференциальный усилитель с расширенным диапазоном активной работы по п.1, отличающийся тем, что последовательно с эмиттерным p-n переходом дополнительного транзистора (18) включен согласующий резистор (20).

Изобретение относится к области измерительной техники, радиотехники и связи и может использоваться в устройствах фильтрации радиосигналов, телевидении, радиолокации.

Управляемый усилитель и смеситель аналоговых сигналов на базе дифференциального каскада дарлингтона // 2519348

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.).

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.

Избирательный усилитель на основе планарной индуктивности с низкой добротностью // 2566954

Изобретение относится к микросхемам СВЧ-фильтрации радиосигналов систем сотовой связи, спутникового телевидения, радиолокации. Технический результат заключается в повышении добротности резонансной амплитудно-частотной характеристики избирательного усилителя при использовании низкодобротных планарных индуктивностей. Избирательный усилитель на основе планарной индуктивности с низкой добротностью содержит первый (1) и второй (2) входные полевые транзисторы, причем затвор первого (1) входного полевого транзистора соединен со входом устройства (10), вторую (11) шину источника питания. Сток первого (1) входного полевого транзистора связан с выходом устройства (5) и подключен к затвору второго (2) входного полевого транзистора. 4 з.п. ф-лы, 12 ил.