Избирательный усилитель с высоким асимптотическим затуханием в диапазоне дорезонансных частот



Избирательный усилитель с высоким асимптотическим затуханием в диапазоне дорезонансных частот
Избирательный усилитель с высоким асимптотическим затуханием в диапазоне дорезонансных частот
Избирательный усилитель с высоким асимптотическим затуханием в диапазоне дорезонансных частот
Избирательный усилитель с высоким асимптотическим затуханием в диапазоне дорезонансных частот
Избирательный усилитель с высоким асимптотическим затуханием в диапазоне дорезонансных частот
Избирательный усилитель с высоким асимптотическим затуханием в диапазоне дорезонансных частот
Избирательный усилитель с высоким асимптотическим затуханием в диапазоне дорезонансных частот
Избирательный усилитель с высоким асимптотическим затуханием в диапазоне дорезонансных частот
Избирательный усилитель с высоким асимптотическим затуханием в диапазоне дорезонансных частот
Избирательный усилитель с высоким асимптотическим затуханием в диапазоне дорезонансных частот
Избирательный усилитель с высоким асимптотическим затуханием в диапазоне дорезонансных частот
Избирательный усилитель с высоким асимптотическим затуханием в диапазоне дорезонансных частот
Избирательный усилитель с высоким асимптотическим затуханием в диапазоне дорезонансных частот
Избирательный усилитель с высоким асимптотическим затуханием в диапазоне дорезонансных частот

 


Владельцы патента RU 2566960:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) (RU)

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в расширении допустимого диапазона частот квазирезонанса f0, зависящего от численных значений сопротивления первого частотозадающего резистора. Избирательный усилитель с высоким асимптотическим затуханием в диапазоне дорезонансных частот содержит входной дифференциальный каскад с первым и вторым противофазными токовыми выходами, источник сигнала, связанный с инвертирующим относительно первого токового выхода первым входом входного дифференциального каскада, первую шину источника питания, связанную с общей истоковой цепью входного дифференциального каскада, второй неинвертирующий относительно первого токового выхода вход входного дифференциального каскада, связанный с выходом устройства, токовое зеркало, согласованное со второй шиной источника питания, вход которого соединен со вторым токовым выходом входного дифференциального каскада, а выход соединен с первым выводом первого частотозадающего резистора, первый частотозадающий конденсатор, второй частотозадающий резистор и второй частотозадающий конденсатор, причем выход токового зеркала соединен с первым токовым выходом входного дифференциального каскада, а второй вывод первого частотозадающего резистора связан с цепью смещения статического уровня. 2 з.п. ф-лы, 11 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области радиотехники и связи и может использоваться в различных аналоговых устройствах фильтрации радиосигналов, телевидении, радиолокации.

В задачах 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 избирательных 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 и низкой чувствительности основных параметров к нестабильности компонентов.

IP-модули элементарных избирательных усилителей достаточно часто являются базовыми звеньями каскадных полосовых фильтров высокого порядка различных систем связи. Основными требованиями к их свойствам являются: реализация необходимой добротности (Q) и частоты квазирезонанса (f0), а также возможность каскадирования ИУ без дополнительных цепей согласования статического уровня и разделительных конденсаторов, занимающих дополнительные площади на кристалле микросхемы.

Известны схемы ИУ на полевых и биполярных транзисторах, которые обеспечивают формирование амплитудно-частотной характеристики коэффициента усиления по напряжению в заданном диапазоне частот Δf=fв-fн [3-10].

При построении фильтров высокого порядка на основе элементарных ИУ используется специальная схемотехника, которая допускает непосредственное соединение IP модулей ИУ без применения специальных цепей согласования статического режима и разделительных конденсаторов [11-13]. Однако известные модификации ИУ рассматриваемого класса имеют существенные ограничения на величину сопротивлений частотозадающих резисторов из-за их влияния на статический режим. Это ограничивает области применения ИУ по частотному диапазону. Заявляемое устройство относится к данному классу активных фильтров. Для формирования высокого асимптотического затухания сигнала в диапазоне дорезонансных частот здесь не используются разделительные конденсаторы.

Ближайшим прототипом заявляемого устройства является ИУ, представленный в патенте RU 2523953, fig. 2. Он содержит (фиг. 1) входной дифференциальный каскад 1 с первым 2 и вторым 3 противофазными токовыми выходами, источник сигнала 4, связанный с инвертирующим относительно первого 2 токового выхода первым 5 входом входного дифференциального каскада 1, первую 6 шину источника питания, связанную с общей истоковой цепью 7 входного дифференциального каскада 1, второй 8 неинвертирующий относительно первого 2 токового выхода вход входного дифференциального каскада 1, связанный с выходом устройства 9, токовое зеркало 10, согласованное со второй 11 шиной источника питания, вход которого соединен со вторым 3 токовым выходом входного дифференциального каскада 1, а выход соединен с первым выводом первого 12 частотозадающего резистора, первый 13 частотозадающий конденсатор, включенный между токовым выходом токового зеркала 10 и выходом устройства 9, второй 14 частотозадающий резистор и второй 15 частотозадающий конденсатор, включенные по переменному току параллельно друг другу между выходом устройства 9 и общей шиной источников питания 16.

Существенный недостаток ИУ-прототипа фиг. 1 состоит в том, что сопротивление R12 его первого 12 частотозадающего резистора оказывает существенное влияние на статический режим схемы. Это не позволяет использовать известную схему в широком диапазоне частот квазирезонанса f0=φ(R12) и токов Ι1 в общей истоковой цепи 7 входного дифференциального каскада 1 (данный ток используется для управления величиной добротности Q и установления заданного коэффициента усиления К0). Действительно, при увеличении тока Ι1 в известной схеме при больших сопротивлениях первого 12 частотозадающего резистора наступает насыщение выходного транзистора токового зеркала 10. Схема фиг. 1 перестает работать, если

где E п ( + ) , Е п ( ) - напряжения источников питания.

Кроме этого указанный выше недостаток ограничивает возможность минимизации чувствительности основных параметров данной схемы ИУ к нестабильности ее элементов.

Основная задача предлагаемого изобретения состоит в расширении допустимого диапазона частот квазирезонанса f0, зависящего от численных значений сопротивления первого 12 частотозадающего резистора. При этом в схеме ИУ сохраняется высокое асимптотическое затухание выходного сигнала в диапазоне дорезонансных частот.

Поставленная задача решается тем, что в ИУ фиг. 1, содержащем входной дифференциальный каскад 1 с первым 2 и вторым 3 противофазными токовыми выходами, источник сигнала 4, связанный с инвертирующим относительно первого 2 токового выхода первым 5 входом входного дифференциального каскада 1, первую 6 шину источника питания, связанную с общей истоковой цепью 7 входного дифференциального каскада 1, второй 8 неинвертирующий относительно первого 2 токового выхода вход входного дифференциального каскада 1, связанный с выходом устройства 9, токовое зеркало 10, согласованное со второй 11 шиной источника питания, вход которого соединен со вторым 3 токовым выходом входного дифференциального каскада 1, а выход соединен с первым выводом первого 12 частотозадающего резистора, первый 13 частотозадающий конденсатор, включенный между токовым выходом токового зеркала 10 и выходом устройства 9, второй 14 частотозадающий резистор и второй 15 частотозадающий конденсатор, включенные по переменному току параллельно друг другу между выходом устройства 9 и общей шиной источников питания 16, предусмотрены новые элементы и связи - выход токового зеркала 10 соединен с первым 2 токовым выходом входного дифференциального каскада 1, а второй вывод первого 12 частотозадающего резистора связан с цепью смещения статического уровня 17.

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

На чертеже фиг. 3 показана схема фиг. 2 по п. 2 формулы изобретения с конкретным выполнением токового зеркала 10.

На чертеже фиг. 4 представлена схема ИУ, соответствующая фиг. 2 для случая, когда в ней используется полевые транзисторы другого типа проводимости.

На чертеже фиг. 5 представлена схема заявляемого ИУ в соответствии с п. 3 формулы изобретения.

На чертеже фиг. 6 представлена схема ИУ фиг. 4 в среде компьютерного моделирования Cadence на моделях SiGe интегральных транзисторов.

На чертежах фиг. 7 и фиг. 8 представлены амплитудно-частотные характеристики ИУ фиг. 6 в широком (фиг. 8) и узком (фиг. 7) диапазонах частот при разных значениях тока источника тока Ι0 двухполюсника 20 (фиг. 4) (R12=3 кОм, R14=0,6 кОм, С13=С15=50фФ, где R12, R14, С13, С15 - параметры соответствующих элементов схемы 12, 14, 13, 15).

На чертеже фиг. 9 показана схема фиг. 5 в среде компьютерного моделирования Cadence на моделях SiGe интегральных транзисторов.

На чертеже фиг. 10 приведена амплитудно-частотная характеристика в крупном масштабе ИУ фиг. 9 при R12=3 кОм, R14=600 Ом, С13=С15=50фФ, и различных значениях тока Ι0 двухполюсника 26 (фиг. 5).

На чертеже фиг. 11 приведена амплитудно-частотная характеристика усилителя фиг. 9 в мелком масштабе в диапазоне до резонансных частот при R12=R14=2 КОм, С13=С15=50фФ и различных значениях тока I0.

Избирательный усилитель с высоким асимптотическим затуханием в диапазоне дорезонансных частот фиг. 2 содержит входной дифференциальный каскад 1 с первым 2 и вторым 3 противофазными токовыми выходами, источник сигнала 4, связанный с инвертирующим относительно первого 2 токового выхода первым 5 входом входного дифференциального каскада 1, первую 6 шину источника питания, связанную с общей истоковой цепью 7 входного дифференциального каскада 1, второй 8 неинвертирующий относительно первого 2 токового выхода вход входного дифференциального каскада 1, связанный с выходом устройства 9, токовое зеркало 10, согласованное со второй 11 шиной источника питания, вход которого соединен со вторым 3 токовым выходом входного дифференциального каскада 1, а выход соединен с первым выводом первого 12 частотозадающего резистора, первый 13 частотозадающий конденсатор, включенный между токовым выходом токового зеркала 10 и выходом устройства 9, второй 14 частотозадающий резистор и второй 15 частотозадающий конденсатор, включенные по переменному току параллельно друг другу между выходом устройства 9 и общей шиной источников питания 16. Выход токового зеркала 10 соединен с первым 2 токовым выходом входного дифференциального каскада 1, а второй вывод первого 12 частотозадающего резистора связан с цепью смещения статического уровня 17.

На чертеже фиг. 2, а также фиг. 3 и фиг. 4, в соответствии с п. 2 формулы изобретения, входной дифференциальный каскад 1 содержит первый 18 и второй 19 полевые транзисторы, объединенные истоки которых связаны с общей истоковой цепью 7 входного дифференциального каскада 1 через источник управляющего тока 20, затвор первого 18 полевого транзистора соединен с первым 5 входом входного дифференциального каскада 1, а его сток подключен к первому 2 токовому выходу входного дифференциального каскада 1, затвор второго 19 полевого транзистора соединен со вторым 8 неинвертирующим входом входного дифференциального каскада 1, а его сток подключен ко второму 3 токовому выходу входного дифференциального каскада 1. Кроме этого токовое зеркало 10 реализовано здесь на транзисторах 21 и 22. В частном случае в схему может быть включен вспомогательный конденсатор 23, который может «выключать» усиление по петле обратной связи ИУ и обеспечить более глубокое ослабление выходного сигнала в диапазоне послерезонансных частот.

На чертеже фиг. 5, в соответствии с п. 3 формулы изобретения, входной дифференциальный каскад 1 содержит первый 24 и второй 25 полевые транзисторы, объединенные истоки которых связаны с общей истоковой цепью 7 входного дифференциального каскада 1 через источник управляющего тока 26, затвор первого 24 полевого транзистора соединен с первым 5 входом входного дифференциального каскада 1, а его сток подключен к истоку третьего 27 полевого транзистора, затвор второго 25 полевого транзистора соединен со вторым 8 неинвертирующим входом входного дифференциального каскада 1, а его сток подключен к истоку четвертого 28 полевого транзистора, причем затвор третьего 27 и четвертого 28 полевых транзисторов подключены к источнику дополнительного напряжения смещения 29, сток третьего 27 полевого транзистора соединен с первым 2 токовым выходом входного дифференциального каскада 1, а сток четвертого 28 полевого транзистора связан со вторым 3 токовым выходом входного дифференциального каскада 1.

Рассмотрим работу предлагаемой схемы фиг. 2.

Комплексный коэффициент передачи ИУ фиг. 2 имеет следующий вид:

где f - частота входного сигнала;

f0 - частота полюса (квазирезонанса) ИУ;

Q - добротность полюса ИУ;

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

Полагая (на данном этапе анализа), что емкость конденсатора С23=0, можно найти следующие основные параметры схемы ИУ фиг. 2:

где - эквивалентная крутизна дифференциального каскада (18, 19);

gm1≈gm2 - крутизна полевых транзисторов 18, 19;

Ki≈1 - коэффициент передачи по току токового зеркала 10.

Для КМОП-транзисторов, работающих в пологой области вольт-амперных характеристик, известна зависимость крутизны gm1 от тока стока Id1:

где Id1=Id2=0,5I0; 2I0=I20 - статический ток источника опорного тока 20; |β| - параметр транзистора, зависящий от его геометрических пропорций.

Исходя из выражения (5), можно получить что:

где

Из формул (3), (4), (6) следует, что путем изменения статического тока I0 можно независимо от реализуемого значения f0 (2) осуществить настройку добротности Q и коэффициента K0 на заданную величину:

Приведенные соотношения позволяют оптимизировать выбор конденсаторов 13 и 15 по критерию доминирующего параметра полюса.

Характер приведенных выше соотношений указывает на возможность оптимального параметрического проектирования схемы ИУ фиг. 2. В отличие от частоты квазирезонанса (2) структура формулы для добротности (3) определяет альтернативы в выборе соотношений между пассивными элементами схемы. Действительно, параметрические чувствительности затухания полюса при Q>>1 имеют следующий вид:

где - параметры проектирования.

Анализ уравнений (11) и (12) показывает, что при m=1 (C13=C15) наблюдается уменьшение параметрических чувствительностей S m d p и S k d p добротности полюса.

Аналогично, оценку влияния крутизны преобразования gm обеспечивает чувствительность:

Отметим, что суммарные чувствительности

указывают на возможность параметрической оптимизации по набору дополнительных критериев и ограничений.

Если выбрать C13=C15=C, то как следует из (3) оптимальное отношение (R12/R14)opt соответствует значению 1/2, и тогда при минимальной эквивалентной крутизне gm выполняется условие

Или с учетом (6) при изменении управляющего тока I0:

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

Таким образом, предлагаемая схема ИУ фиг. 2 позволяет за счет выбора первого 12 частотозадающего резистора оптимизировать параметры полюса (f0) при минимальных требованиях к эквивалентной крутизне преобразования gm.

Высокое асимптотическое затухание в схеме фиг. 2 обеспечивается в силу чрезвычайно низкого изменения тока затвора входных полевых транзисторов, что минимизирует прямую передачу входного сигнала на выход ИУ (9). Это свойство позволяет упростить создание полосовых фильтров высокого порядка.

Настоящая схема характеризуется значительными преимуществами и при реализации относительно небольших добротностей (Q<5). Это утверждение связано с простой возможностью реализации условия gmR12=1. Действительно, как следует из соотношения (3)? в этом случае при C13=C15:

То есть схема ИУ характеризуется экстремально низкой параметрической чувствительностью. Реализация настоящего условия с учетом соотношений (5), (6) не связано с жесткими ограничениями на величину сопротивления R12 первого 12 частотозадающего резистора.

Сформулированное свойство ИУ фиг. 2 можно также использовать в многозвенных системах для настройки как АЧХ, так и ФЧХ фильтра.

Приведенные на чертежах фиг. 7, фиг. 8 результаты моделирования показывают, что частота полюса f0 несколько изменяется при изменении тока источника Ι0 - при уменьшении тока Ι0, наблюдается сдвиг f0 в область низких частот. Это объясняется влиянием выходного сопротивления транзистора 18, шунтирующего сопротивление R12 первого 12 частотозадающего резистора.

В этой связи более широкими возможностями обладает схема фиг. 5, в которой введены третий 27 и четвертый 28 дополнительные транзисторы, минимизирующие изменения эквивалентного выходного сопротивления в узле 2 (первом 2 токовом выходе) в процессе управления током I26=2I0 и, следовательно, уменьшающие изменения f0 (фиг. 10, фиг. 11).

Анализ полученных частотных характеристик ИУ показывает, что их вид достаточно точно соответствует исходному математическому соотношению (1). Низкая параметрическая чувствительность предлагаемых ИУ обеспечивает возможность перестройки током источника тока Ι0 добротности Q в относительно широких пределах. При этом возникающее изменение частоты полюса не превышает 5÷40%.

Предлагаемая схема ИУ и ее основные модификации позволяют решить ряд практических проблем в рамках SiGe технологий:

1. В схемах ИУ при их последовательном соединении можно исключить дополнительные цепи согласования статических режимов на постоянном токе, что важно при построении полосовых фильтров высокого порядка.

2. Отсутствие входных разделительных конденсаторов положительно сказывается на частотном диапазоне ИУ и уменьшает занимаемую им площадь кристалла.

3. В заявляемых схемах ИУ отсутствуют дополнительные (не связанные с реализацией параметров f0 и Q) ограничения на численные значения сопротивлений первого 12 частотозадающего резистора. В конечном итоге это позволяет осуществить параметрическую оптимизацию ИУ по критерию параметрической чувствительности.

4. Предлагаемые схемотехнические решения ИУ обеспечивают неитерационную процедуру настройки при сохранении высокого асимптотического затухания в области нижних частот (f1<<f2) и нулевых режимных (постоянных) входных и выходных напряжениях схемы.

5. Возможен выбор оптимальных значений параметров пассивных компонентов ИУ, что не требует значительных напряжений источника питания.

6. Рассмотренное схемотехническое решение ИУ характеризуется более высокими значениями коэффициента усиления и добротности, и также сравнительно малым токопотреблением по сравнению с классическими ИУ на основе СВЧ операционных усилителей.

Таким образом, заявляемое схемотехническое решение ИУ характеризуется более широким допустимым диапазоном частоты квазирезонанса f0, а также значениями коэффициента усиления K0 и повышенными величинами добротности Q, характеризующей его избирательные свойства. Кроме того, схема имеет высокое ослабление выходного сигнала в диапазоне до резонансных частот. Это повышает эффективность его использования в измерительных и радиотехнических устройствах различного назначения.

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 4.843.343.

4. Патент US 4.590.435 fig. 5.

5. Патент US 4.999.585 fig. 2.

6. Патент US 6.307.438 fig. 2.

7. Патент US 4.267.518 fig. 4.

8. Патент WO 03052925.

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

10. Патентная заявка US 2010/0201437.

11. Krutchinsky S.G., Prokopenko N.N. Budyakov P.S., Butyrlagin N.V. SiGe Selective Amplifier of Microwave Range with High Asymptotic Attenuation // Proceedings 6th International Conference on Computational Intelligence, Communication Systems and Networks. Tetovo, Macedonia Republic 27-29, May, 2014. Pp. 218-221.

12. S.G. Krutchinskiy, G.A. Svizev, N.N. Prokopenko, N.V. Butyrlagin, "Controlled selective amplifier of microwave range," in Microwave and Telecommunication Technology (CriMiCo), 2013 23rd International Crimean Conference, September 2013, pp. 80-81. Available: Article number 6652617.

13. Пат. 2523953, Российская Федерация, МПК8 H03F 3/00. Измерительный усилитель с резонансной амплитудно-частотной характеристикой / Прокопенко Н.Н., Крутчинский С.Г., Свизев Г.А., Будяков П.С.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса». - №2013106008/08; заявл. 12.02.2013; опубл. 27.07.2014, Бюл. №21. - 9 с.

1. Избирательный усилитель с высоким асимптотическим затуханием в диапазоне дорезонансных частот, содержащий входной дифференциальный каскад (1) с первым (2) и вторым (3) противофазными токовыми выходами, источник сигнала (4), связанный с инвертирующим относительно первого (2) токового выхода первым (5) входом входного дифференциального каскада (1), первую (6) шину источника питания, связанную с общей истоковой цепью (7) входного дифференциального каскада (1), второй (8) неинвертирующий относительно первого (2) токового выхода вход входного дифференциального каскада (1), связанный с выходом устройства (9), токовое зеркало (10), согласованное со второй (11) шиной источника питания, вход которого соединен со вторым (3) токовым выходом входного дифференциального каскада (1), а выход соединен с первым выводом первого (12) частотозадающего резистора, первый (13) частотозадающий конденсатор, включенный между токовым выходом токового зеркала (10) и выходом устройства (9), второй (14) частотозадающий резистор и второй (15) частотозадающий конденсатор, включенные по переменному току параллельно друг другу между выходом устройства (9) и общей шиной источников питания (16), отличающийся тем, что выход токового зеркала (10) соединен с первым (2) токовым выходом входного дифференциального каскада (1), а второй вывод первого (12) частотозадающего резистора связан с цепью смещения статического уровня (17).

2. Избирательный усилитель с высоким асимптотическим затуханием в диапазоне дорезонансных частот по п. 1, отличающийся тем, что входной дифференциальный каскад (1) содержит первый (18) и второй (19) полевые транзисторы, объединенные истоки которых связаны с общей истоковой цепью (7) входного дифференциального каскада (1) через источник управляющего тока (20), затвор первого (18) полевого транзистора соединен с первым (5) входом входного дифференциального каскада (1), а его сток подключен к первому (2) токовому выходу входного дифференциального каскада (1), затвор второго (19) полевого транзистора соединен со вторым (8) неинвертирующим входом входного дифференциального каскада (1), а его сток подключен ко второму (3) токовому выходу входного дифференциального каскада (1).

3. Избирательный усилитель с высоким асимптотическим затуханием в диапазоне дорезонансных частот по п. 1, отличающийся тем, что входной дифференциальный каскад (1) содержит первый (24) и второй (25) полевые транзисторы, объединенные истоки которых связаны с общей истоковой цепью (7) входного дифференциального каскада (1) через источник управляющего тока (26), затвор первого (24) полевого транзистора соединен с первым (5) входом входного дифференциального каскада (1), а его сток подключен к истоку третьего (27) полевого транзистора, затвор второго (25) полевого транзистора соединен со вторым (8) неинвертирующим входом входного дифференциального каскада (1), а его сток подключен к истоку четвертого (28) полевого транзистора, причем затвор третьего (27) и четвертого (28) полевых транзисторов подключены к источнику дополнительного напряжения смещения (29), сток третьего (27) полевого транзистора соединен с первым (2) токовым выходом входного дифференциального каскада (1), а сток четвертого (28) полевого транзистора связан со вторым (3) токовым выходом входного дифференциального каскада (1).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области радиотехники и электроники и может быть использовано в качестве источника тока или высокоомной нагрузки усилителя в структуре аналоговых микросхем и блоков различного функционального назначения.

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может использоваться в устройствах фильтрации радиосигналов, телевидении, радиолокации и т.п. Техническим результатом является уменьшение общего энергопотребления за счет повышения добротности АЧХ ИУ и его коэффициента усиления по напряжению (K0) на частоте квазирезонанса f0.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в уменьшении эквивалентной выходной емкости составного транзистора.

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в качестве устройства для прецизионного усиления по мощности аналоговых сигналов, в структурах неинвертирующих усилителей и выходных каскадов различного функционального назначения, в том числе ВЧ- и СВЧ-диапазонов.

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в радиоприемных устройствах, фазовых детекторах и модуляторах, а также в системах умножения частоты.

Изобретение относится к области радиотехники, а конкретно к управляемым избирательным усилителям. Технический результат заключается в расширение частотного диапазона избирательного усилителя.

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в качестве устройства усиления аналоговых сигналов, в структуре аналоговых микросхем различного функционального назначения.

Изобретение относится к области радиотехники, а конкретно к управляемым избирательным усилителям. Технический результат заключается в повышении добротности АЧХ и его коэффициента усиления по напряжению на частоте квазирезонанса.

Изобретение относится к составному транзистору, который может быть использован в качестве устройства усиления аналоговых сигналов и в структуре аналоговых микросхем различного функционального назначения.

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может использоваться в устройствах фильтрации радиосигналов, телевидении, радиолокации. Технический результат - повышение добротности АЧХ ИУ и его коэффициента усиления по напряжению (К0) на частоте квазирезонанса f0,что позволяет в ряде случаев уменьшить общее энергопотребление.

Изобретение относится к прецизионным устройствам усиления сигналов различных сенсоров. Технический результат заключается в создании радиационно стойкого симметричного мультидифференциального усилителя для биполярно-полевого технологического процесса с повышенным коэффициентом усиления входного дифференциального сигнала. Дополнительный технический результат - уменьшение коэффициента передачи входного синфазного сигнала. Мультидифференциальный усилитель для радиационно стойкого биполярно-полевого технологического процесса, в который введены первый (17), второй (18) полевые транзисторы, истоки которых объединены и связаны с первой (14) шиной источника питания через первый (19) дополнительный резистор, первый (20) и второй (21) дополнительные биполярные транзисторы, коллекторы которых соединены с объединенными истоками первого (17) и второго (18) полевых транзисторов, база первого (20) дополнительного транзистора связана с базой первого (3) выходного транзистора и соединена со стоком первого (17) полевого транзистора, эмиттер первого (20) дополнительного транзистора соединен с эмиттером первого (3) выходного транзистора, база второго (21) дополнительного транзистора подключена к базе второго (6) выходного транзистора и соединена со стоком второго (8) полевого транзистора, эмиттер второго (21) дополнительного транзистора подключен к эмиттеру второго (6) выходного транзистора, коллектор первого (3) выходного транзистора соединен с первым (13) выходом устройства, коллектор второго (6) выходного транзистора соединен со вторым (16) выходом устройства, причем затворы первого (17) и второго (18) полевых транзисторов связаны с первой (14) шиной источника питания. 1 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к области усилителей аналоговых ВЧ и СВЧ сигналов. Техническим результатом является расширение диапазона рабочих частот цепи смещения статического уровня. Широкополосная цепь смещения статического уровня в транзисторных каскадах усиления и преобразования сигналов содержит входной транзистор (1), база которого соединена с источником входного сигнала (2), коллектор подключен к первой (3) шине питания, а эмиттер через согласующий резистор (4) соединен с выходом устройства (5), вспомогательный транзистор (6), коллектор которого подключен к выходу устройства (5), эмиттер через токостабилизирующий двухполюсник (7) связан со второй (8) шиной источника питания, а база соединена с источником напряжения смещения (9), корректирующий конденсатор (10), неинвертирующий усилитель напряжения (11), вход которого подключен к выходу устройства (5). Выход неинвертирующего усилителя напряжения (11) связан с эмиттером вспомогательного транзистора (6) через корректирующий конденсатор (10). 8 ил.

Изобретение относится к прецизионным устройствам усиления сигналов различных сенсоров. Технический результат заключается в уменьшении абсолютного значения Uсм, а также его температурных и радиационных изменений, обусловленных дрейфом β транзисторов. Мультидифференциальный операционный усилитель с малым напряжением смещения нуля содержит транзисторы, масштабирующий резистор, высокоимпедансный узел 4, третий 5 и четвертый 6 входные транзисторы, токовое зеркало 8, согласованное с первой 9 шиной источника питания, вспомогательный транзистор 18, эмиттером связанный со второй 12 шиной источника питания через четвертый 19 вспомогательный токостабилизирующий двухполюсник, а коллектор соединен с эмиттером четвертого 6 входного транзистора, причем базы третьего 16 и четвертого 18 вспомогательных транзисторов подключены к источнику напряжения смещения 20. Базы первого 11 и второго 14 вспомогательных транзисторов соединены с эмиттером третьего 16 вспомогательного транзистора. 6 ил.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в качестве прецизионного устройства усиления сигналов различных сенсоров. Технический результат заключается в уменьшении напряжения смещения нуля для повышения прецизионности операционного усилителя. Технический результат достигается за счет прецизионного операционного усилителя на основе радиационно стойкого биполярно-полевого технологического процесса, который содержит входной дифференциальный каскад (1), общая эмиттерная цепь которого согласована с первой (2) шиной источника питания, первый (3) токовый выход входного дифференциального каскада (1), эмиттер первого (4) выходного транзистора, первый (5) вспомогательный резистор, вторую (6) шину источника питания, второй (7) токовый выход входного дифференциального каскада (1), эмиттер второго (8) выходного транзистора, второй (9) вспомогательный резистор, первый (10) токостабилизирующий двухполюсник, второй (11) токостабилизирующий двухполюсник, выходной буферный усилитель (12). В схему введены первый (13) и второй (14) дополнительные полевые транзисторы с управляющим p-n переходом и дополнительное токовое зеркало (16). 8 ил.

Изобретение относится к области радиотехники и связи. Технический результат заключается в расширении диапазона рабочих частот каскодного усилителя без ухудшения коэффициента усиления по напряжению. Устройство содержит входной преобразователь «напряжение-ток», токовый выход которого соединен с эмиттером выходного транзистора, источник напряжения смещения, подключенный к базе выходного транзистора, двухполюсник коллекторной нагрузки, включенный между шиной источника питания и выходом устройства, который связан с коллектором выходного транзистора. Выход устройства соединен со входом дополнительного усилителя тока через дополнительный корректирующий конденсатор, причем выход дополнительного усилителя тока подключен к эмиттеру выходного транзистора. 5 ил.

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может использоваться в микросхемах СВЧ-фильтрации радиосигналов систем сотовой связи, спутникового телевидения, радиолокации и т.п. Техническим результатом является повышение добротности резонансной амплитудно-частотной характеристики избирательного усилителя при использовании низкодобротных планарных индуктивностей. В СВЧ избирательный усилитель на основе планарной индуктивности с низкой добротностью дополнительно введено токовое зеркало, согласованное со второй шиной источника питания, вход которого соединен со стоком второго полевого транзистора, а выход подключен к затвору второго полевого транзистора и выходу устройства. 14 ил.

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано также в измерительной технике в качестве прецизионного устройства усиления сигналов различных сенсоров. Технический результат: создание радиационно-стойкого симметричного (по входным цепям) операционного усилителя для биполярно-полевого технологического процесса с малым напряжением смещения нуля (Uсм). Прецизионный операционный усилитель для радиационно-стойкого биполярно-полевого технологического процесса имеет следующие особенности: в схему введены первый и второй дополнительные полевые транзисторы, объединенные истоки которых связаны с первой шиной источника питания через дополнительный токостабилизирующий двухполюсник и подключены к объединенным базам первого и второго выходных транзисторов, затвор первого дополнительного полевого транзистора соединен с коллектором второго выходного биполярного транзистора, затвор второго дополнительного полевого транзистора соединен с коллектором первого выходного биполярного транзистора, причем сток первого дополнительного полевого транзистора соединен с первым входом буферного усилителя, а сток второго дополнительного полевого транзистора соединен со вторым входом буферного усилителя. 5 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к области электроники и измерительной техники и может быть использовано в качестве устройства усиления сигналов различных датчиков, например, в мульдифференциальных операционных усилителях (МОУ), в структуре аналоговых микросхем различного функционального назначения, работающих в условиях воздействия радиации. Технический результат - создание радиационно-стойкого входного каскада мультидифференциального операционного усилителя для биполярно-полевого технологического процесса. Входной каскад МОУ содержит два входных полевых транзистора, масштабный резистор, два вспомогательных полевых транзистора, две шины источника питания, вспомогательный двухполюсник и цепь нагрузки. Истоки вспомогательных полевых транзисторов через дополнительный резистор связаны с первой шиной источника питания и объединены с базой дополнительного транзистора. Коллектор дополнительного транзистора связан с объединенными затворами вспомогательных полевых транзисторов, а его эмиттер соединен с источником опорного напряжения. 8 ил.

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в качестве устройства усиления аналоговых ВЧ и СВЧ сигналов, в структуре аналоговых микросхем различного функционального назначения (например, широкополосных усилителях). Технический результат: расширение диапазона рабочих частот КУ (повышение верхней граничной частоты fв) без ухудшения коэффициента усиления по напряжению в диапазоне средних частот. Каскодный усилитель с расширенным диапазоном рабочих частот содержит входной преобразователь «напряжение-ток», две шины источника питания, два выходных транзистора, резистор коллекторной нагрузки, дополнительный неинвертирующий усилитель напряжения и корректирующий конденсатор. 5 ил.

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в устройствах усиления широкополосных сигналов, в структуре аналоговых интерфейсов различного функционального назначения. Техническим результатом изобретения является обеспечение наибольшей и постоянной полосы пропускания решающего усилителя в широком диапазоне изменения его коэффициента передачи при работе как с активной, так и емкостной или активно емкостной со значительной долей реактивности нагрузкой. В способе обеспечивается управление коэффициентом передачи решающего усилителя при выполнении масштабного изменения сопротивления резисторов четырехполюсника цепи отрицательной обратной связи; преобразования входного напряжения в ток заряда корректирующего конденсатора, причем крутизна преобразования обратно пропорциональна изменению коэффициента передачи четырехполюсника отрицательной обратной связи; стабилизации фазового сдвига сигнала обратной связи дифференциального усилителя решающего усилителя. 10 ил., 1 табл.
Наверх