Широкополосный преобразователь n-токовых входных сигналов в напряжение на основе операционного усилителя



Широкополосный преобразователь n-токовых входных сигналов в напряжение на основе операционного усилителя
Широкополосный преобразователь n-токовых входных сигналов в напряжение на основе операционного усилителя
Широкополосный преобразователь n-токовых входных сигналов в напряжение на основе операционного усилителя
Широкополосный преобразователь n-токовых входных сигналов в напряжение на основе операционного усилителя
Широкополосный преобразователь n-токовых входных сигналов в напряжение на основе операционного усилителя
Широкополосный преобразователь n-токовых входных сигналов в напряжение на основе операционного усилителя
Широкополосный преобразователь n-токовых входных сигналов в напряжение на основе операционного усилителя
Широкополосный преобразователь n-токовых входных сигналов в напряжение на основе операционного усилителя
Широкополосный преобразователь n-токовых входных сигналов в напряжение на основе операционного усилителя
Широкополосный преобразователь n-токовых входных сигналов в напряжение на основе операционного усилителя
Широкополосный преобразователь n-токовых входных сигналов в напряжение на основе операционного усилителя
Широкополосный преобразователь n-токовых входных сигналов в напряжение на основе операционного усилителя
Широкополосный преобразователь n-токовых входных сигналов в напряжение на основе операционного усилителя

Владельцы патента RU 2579127:

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

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано также в измерительной технике в качестве прецизионного устройства усиления сигналов различных сенсоров с токовым выходом. Технический результат - обеспечение подавления синфазной составляющей входных дифференциальных токов устройства. Широкополосный преобразователь N-токовых входных сигналов в напряжение на основе операционного усилителя содержит входной дифференциальный каскад с расширенным диапазоном активной работы, источник питания, цепь активной нагрузки и дополнительный каскад преобразования входных токов на транзисторе по схеме с общей базой с N-токовыми входами. Дифференциальный каскад содержит общую эмиттерную цепь, неинвертирующий вход, инвертирующий вход, противофазные токовые выходы. 4 з.п. ф-лы, 16 ил.

 

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано также в измерительной технике в качестве прецизионного устройства усиления сигналов различных сенсоров с токовым выходом.

В современной радиоэлектронной аппаратуре находят применение операционные усилители (ОУ) на биполярных и полевых транзисторах [1]. На их основе реализуется широкий класс устройств преобразования и усиления токовых и потенциальных сигналов [1-4]. Причем наименее изученными и исследованными являются преобразователи «ток-напряжение», обладающие существенными преимуществами в сравнении с преобразователями потенциальных сигналов. Известны схемы операционных преобразователей на основе инвертирующего [5-19] и неинвертирующего [20-27] буферного каскада. Кроме этого структура и схемотехника устройств рассматриваемого класса применяется в качестве промежуточных каскадов более сложных аналоговых микросхем [28-32].

Ближайшим прототипом (фиг. 1) заявляемого устройства является преобразователь токовых сигналов на основе ОУ по патенту US 7.541.872, fig. 4. Он содержит (фиг. 1) входной дифференциальный каскад 1 с расширенным диапазоном активной работы, общая эмиттерная цепь которого согласована с первой 2 шиной источника питания, первый 3 неинвертирующий вход входного дифференциального каскада 1 с расширенным диапазоном активной работы, второй 4 инвертирующий вход входного дифференциального каскада 1 с расширенным диапазоном активной работы, первый 5 и второй 6 противофазные токовые выходы входного дифференциального каскада 1 с расширенным диапазоном активной работы, цепь активной нагрузки 7, согласованную со второй 8 шиной источника питания, первый 9 вход цепи активной нагрузки 7, связанный с первым 5 токовым выходом входного дифференциального каскада 1 с расширенным диапазоном активной работы, второй 10 вход цепи активной нагрузки 7, связанный со вторым 6 токовым выходом входного дифференциального каскада 1 с расширенным диапазоном активной работы, выход устройства 11, связанный с цепью активной нагрузки 7.

Существенный недостаток известного устройства состоит в том, что оно не обеспечивает прецизионное преобразование нескольких независимых (1, 2, 3, …, N) дифференциальных и недифференциальных токовых сигналов в пропорциональное напряжение. Это значительно сужает области его практического использования. Кроме этого известное устройство не обеспечивает подавление синфазных составляющих входных токов.

Основная задача предлагаемого изобретения состоит в создании широкополосного преобразователя N-токовых входных сигналов (1, 2, 3, …, N), в т.ч. дифференциальных, в пропорциональное напряжение.

Дополнительная задача - обеспечение подавления синфазной составляющей входных дифференциальных токов устройства.

Поставленные задачи достигаются тем, что в широкополосном преобразователе сигналов фиг. 1, содержащем входной дифференциальный каскад 1 с расширенным диапазоном активной работы, общая эмиттерная цепь которого согласована с первой 2 шиной источника питания, первый 3 неинвертирующий вход входного дифференциального каскада 1 с расширенным диапазоном активной работы, второй 4 инвертирующий вход входного дифференциального каскада 1 с расширенным диапазоном активной работы, первый 5 и второй 6 противофазные токовые выходы входного дифференциального каскада 1 с расширенным диапазоном активной работы, цепь активной нагрузки 7, согласованную со второй 8 шиной источника питания, первый 9 вход цепи активной нагрузки 7, связанный с первым 5 токовым выходом входного дифференциального каскада 1 с расширенным диапазоном активной работы, второй 10 вход цепи активной нагрузки 7, связанный со вторым 6 токовым выходом входного дифференциального каскада 1 с расширенным диапазоном активной работы, выход устройства 11, связанный с цепью активной нагрузки 7, предусмотрены новые элементы и связи - в схему введен первый 12 дополнительный каскад преобразования входных токов на транзисторе по схеме с общей базой с N-токовыми входами 13.1, 13.2, …, 13.N, токовый выход 14 которого подключен ко второму 10 входу цепи активной нагрузки 7, причем второй 3 неинвертирующий вход входного дифференциального каскада 1 с расширенным диапазоном активной работы соединен с общей шиной источников питания 15, а выход устройства 11 связан со вторым 4 инвертирующим входом входного дифференциального каскада 1 с расширенным диапазоном активной работы.

На фиг. 1 показана схема устройства-прототипа, а на чертеже фиг. 2 - схема заявляемого устройства в соответствии с п. 1, п. 2 и п. 3 формулы изобретения.

На фиг. 3 приведена схема фиг. 2 с конкретным выполнением первого 12 дополнительного каскада преобразования входных токов на транзисторе по схеме с общей базой и четырехполюсника отрицательной обратной связи 16.

На фиг. 4 представлена схема заявляемого устройства в соответствии с п. 4 формулы изобретения, в которой в цепи активной нагрузки 7 используется инвертирующий буферный усилитель 31.

На фиг. 5 показана схема фиг. 4 с конкретным выполнением первого 12 дополнительного каскада преобразования входных токов на транзисторе по схеме с общей базой и четырехполюсника отрицательной обратной связи 16.

На фиг. 6 представлена схема заявляемого устройства в соответствии с п. 5 формулы изобретения, в которой в цепи активной нагрузки 7 применен неинвертирующий буферный усилитель 18.

На фиг. 7 представлена схема заявляемого устройства в соответствии с п. 5 формулы изобретения, но при другом варианте реализации цепи нагрузки 7 (на основе токового зеркала 30 и инвертирующего буферного усилителя 31).

На фиг. 8 приведена схема фиг. 6 с конкретным выполнением первого 12 дополнительного каскада преобразования входных токов на транзисторе по схеме с общей базой, четырехполюсника отрицательной обратной связи 16 и второго 32 дополнительного каскада преобразования входных токов на транзисторе по схеме с общей базой.

На фиг. 9 показан частный вариант выполнения первого 12 и второго 32 дополнительных каскадов преобразования входных токов на транзисторе по схеме с общей базой. В данной схеме для повышения прецизионности и обеспечения нулевого входного сопротивления (Rвх→∞) используется усилитель местной отрицательной обратной связи 40.

На фиг. 10 представлена схема фиг. 6 с выполнением первого 12 и второго 32 дополнительных каскадов преобразования входных токов на основе фиг. 9 для случая, когда выходной буферный усилитель 31 - неинвертирующий каскад.

На фиг. 11 представлена схема фиг. 6 с выполнением первого 12 и второго 32 дополнительных каскадов преобразования входных токов на транзисторе по схеме с общей базой на основе фиг. 9 для случая, когда выходной буферный усилитель 31 (фиг. 6) - инвертирующий каскад на транзисторе 44.

На фиг. 12 показана схема широкополосного преобразователя фиг. 11 в среде Pspice для случая, когда на токовые входы 13.1 и 34.1 подаются синусоидальный и «пилообразный» входные токовые сигналы.

На фиг. 13 представлены графики выходного напряжения схемы фиг. 12 для случая, когда один из входных токовых сигналов имеет «пилообразную» форму (фиг. 13а), а другой - синусоидальную форму (фиг. 13б). График фиг. 13в показывает, что выходной потенциальный сигнал заявляемого устройства пропорционален сумме двух входных токовых сигналов.

Широкополосный преобразователь N-токовых входных сигналов в напряжение на основе операционного усилителя фиг. 2 содержит входной дифференциальный каскад 1 с расширенным диапазоном активной работы, общая эмиттерная цепь которого согласована с первой 2 шиной источника питания, первый 3 неинвертирующий вход входного дифференциального каскада 1 с расширенным диапазоном активной работы, второй 4 инвертирующий вход входного дифференциального каскада 1 с расширенным диапазоном активной работы, первый 5 и второй 6 противофазные токовые выходы входного дифференциального каскада 1 с расширенным диапазоном активной работы, цепь активной нагрузки 7, согласованную со второй 8 шиной источника питания, первый 9 вход цепи активной нагрузки 7, связанный с первым 5 токовым выходом входного дифференциального каскада 1 с расширенным диапазоном активной работы, второй 10 вход цепи активной нагрузки 7, связанный со вторым 6 токовым выходом входного дифференциального каскада 1 с расширенным диапазоном активной работы, выход устройства 11, связанный с цепью активной нагрузки 7. В схему введен первый 12 дополнительный каскад преобразования входных токов на транзисторе по схеме с общей базой с N-токовыми входами 13.1, 13.2, …, 13.N, токовый выход 14 которого подключен ко второму 10 входу цепи активной нагрузки 7, причем второй 3 неинвертирующий вход входного дифференциального каскада 1 с расширенным диапазоном активной работы соединен с общей шиной источников питания 15, а выход устройства 11 связан со вторым 4 инвертирующим входом входного дифференциального каскада 1 с расширенным диапазоном активной работы.

На фиг. 2, в соответствии с п. 2 формулы изобретения, выход устройства 11 связан со вторым 4 инвертирующим входом входного дифференциального каскада 1 через четырехполюсник отрицательной обратной связи 16.

На фиг. 2, в соответствии с п. 3 формулы изобретения, цепь активной нагрузки 7 содержит токовое зеркало 17, согласованное со второй 8 шиной источника питания, вход которого подключен к первому 9 входу цепи активной нагрузки 7, выход соединен со вторым 10 входом цепи активной нагрузки 7 и подключен ко входу неинвертирующего буферного усилителя 18, выход которого связан с выходом устройства 11. Кроме этого на фиг. 2 входной дифференциальный каскад 1 с расширенным диапазоном активной работы реализован на транзисторах 19, 20, масштабирующем резисторе 21 и источниках опорного тока 22, 23.

На фиг. 3 первый 12 дополнительный каскад преобразования входных токов на транзисторе по схеме с общей базой реализован на основном транзисторе 24, вспомогательном транзисторе 25 и источниках опорного тока 26, 27, а четырехполюсник отрицательной обратной связи 16 содержит резисторы обратной связи 28 и 29.

На фиг. 4, в соответствии с п. 4 формулы изобретения, цепь активной нагрузки 7 содержит токовое зеркало 30, согласованное со второй 8 шиной источника питания, вход которого подключен ко второму 10 входу цепи активной нагрузки 7, выход соединен с первым 9 входом цепи активной нагрузки 7 и подключен ко входу инвертирующего буферного усилителя 31, выход которого связан с выходом устройства 11.

На фиг. 6, в соответствии с п. 5 формулы изобретения, в схему введен второй 32 дополнительный каскад преобразования входных токов на транзисторе по схеме с общей базой с N-токовыми входами 34.1, 34.2, …, 34.N, токовый выход 33 которого подключен к первому 9 входу цепи активной нагрузки 7.

На фиг. 8 первый 12 дополнительный каскад преобразования входных токов на транзисторе по схеме с общей базой содержит основной транзистор 24, вспомогательный транзистор 25 и токостабилизирующие двухполюсники 26, 27, а второй 32 дополнительный каскад преобразования входных токов на транзисторе по схеме с общей базой включает основной транзистор 35, вспомогательный транзистор 36 и двухполюсники 37, 38. Четырехполюсник отрицательной обратной связи 16 на данном рисунке включает резисторы 28, 29.

В схеме фиг. 9а и фиг. 9б, на основе которой могут быть выполнены первый 12 и второй 32 дополнительные каскады преобразования входных токов, каскад с общей базой реализован на основном транзисторе 39 (39*), усилителе местной отрицательной обратной связи 40 (40*) и токостабилизирующем двухполюснике 41 (41*). Коллектор транзистора 39 (39*) является выходом 14 для первого 12 дополнительного каскада преобразования входных токов на транзисторе по схеме с общей базой и выходом 33 для второго 32 дополнительного каскада преобразования входных токов на транзисторе по схеме с общей базой.

Схема фиг. 10, которая соответствует фиг. 7. В ней первый 12 и второй 32 дополнительные каскады преобразования входных токов на транзисторе по схеме с общей базой выполнены в соответствии с фиг. 9. Элементы 42 и 43 моделируют здесь эквивалентное сопротивление и эквивалентную паразитную емкость на входе инвертирующего буферного усилителя 31.

Схема фиг. 11, которая соответствует фиг. 10, содержит конкретное выполнение инвертирующего буферного усилителя 31 на основе транзистора 44 и источника тока 45.

Рассмотрим работу преобразователя фиг. 6.

Напряжение в высокоимпедансном узле Σ1

где Rк - эквивалентное сопротивление в высокоимпедансном узле (на входе буферного усилителя 18);

R21 - сопротивление между эмиттерами транзисторов 19 и 20 входного дифференциального каскада 1;

i j ( − ) , i j ( + ) - входные токи устройства на инвертирующем и неинвертирующем входах;

α i ( + ) , α i ( − ) - коэффициент передачи по току первого 12 и второго 32 дополнительных каскадов преобразования входных токов на транзисторе по схеме с общей базой.

Выходное напряжение преобразователя

где KБУ - коэффициент усиления по напряжению неинвертирующего буферного усилителя 18.

После преобразований последнего уравнения можно найти

где

Если RкKБУ→∞, то

где

После преобразований можно найти, что

При 100% отрицательной обратной связи (βос=1, R28=0)

Если коэффициенты передачи тока по входам α i ( + ) = α i ( − ) = 1 , то

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает прецизионное алгебраическое суммирование N-входных токов.

Если входные токи (например, i 1 ( + ) и i 1 ( − ) ) имеют синфазную составляющую i c 1 ( + ) = i c 1 ( − ) , то в заявляемой схеме эта составляющая существенно ослабляется

Выполненный выше анализ, а также результаты компьютерного моделирования МОУ (фиг. 4, 5, 8, 10) показывают, что заявляемое устройство имеет существенные преимущества в сравнении с прототипом.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Полонников Д.Е. Операционные усилители: Принципы построения, теория, схемотехника. - М.: Энергоатомиздат, 1983. 216 с.

2. Операционные усилители с непосредственной связью каскадов: монография / Анисимов В.И., Капитонов М.В., Прокопенко Н.Н., Соколов Ю.М. - Л.: «Энергия», 1979. - 148 с.

3. Нелинейная активная коррекция в прецизионных аналоговых микросхемах: монография / Н.Н. Прокопенко. - Ростов-на-Дону: Изд-во Северо-Кавказского научного центра высшей школы, 2000. - 222 с.

4. Прокопенко Н.Н. Архитектура и схемотехника быстродействующих операционных усилителей: монография / Н.Н. Прокопенко, А.С. Будяков. - Шахты: Изд-во ЮРГУЭС, 2006. - 231 с.

5. Патент US 6580325.

6. Полонников Д.Е. Операционные усилители: Принципы построения, теория, схемотехника. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - С. 94, рис. 3.9

7. Патент US 7102439, fig. 1.

8. Патент US 4051443.

9. Патент US 6011431.

10. Патент Англии 1364233.

11. Патент US 6580325.

12. Патент US 4342006.

13. Патент US 7646246.

14. Патент US 4060770.

15. Патент US 3852679.

16. Патент US 7221224.

17. Патент US 2006/0038619.

18. Патент DE 10297628.

19. Патент US 5153500.

20. Патент US 4801893.

21. Патент US 2006/0202761, fig. 1.

22. Патент US 2009/0021306, fig. 2.

23. Патент US 3434069.

24. Патент US 4042886, fig. 1.

25. Патент US 7541872, fig. 4.

26. Патент US 4679092, fig. 2.

27. Патент US 3760288.

28. Патент US 7545216.

29. Патент SU 970638.

30. Патент US 2007/0115056, fig. 2.

31. Патент US 4517524.

32. Патент US 4783637.

1. Широкополосный преобразователь N-токовых входных сигналов в напряжение на основе операционного усилителя, содержащий входной дифференциальный каскад (1) с расширенным диапазоном активной работы, общая эмиттерная цепь которого согласована с первой (2) шиной источника питания, первый (3) неинвертирующий вход входного дифференциального каскада (1) с расширенным диапазоном активной работы, второй (4) инвертирующий вход входного дифференциального каскада (1) с расширенным диапазоном активной работы, первый (5) и второй (6) противофазные токовые выходы входного дифференциального каскада (1) с расширенным диапазоном активной работы, цепь активной нагрузки (7), согласованную со второй (8) шиной источника питания, первый (9) вход цепи активной нагрузки (7), связанный с первым (5) токовым выходом входного дифференциального каскада (1) с расширенным диапазоном активной работы, второй (10) вход цепи активной нагрузки (7), связанный со вторым (6) токовым выходом входного дифференциального каскада (1) с расширенным диапазоном активной работы, выход устройства (11), связанный с цепью активной нагрузки (7), отличающийся тем, что в схему введен первый (12) дополнительный каскад преобразования входных токов на транзисторе по схеме с общей базой с N-токовыми входами (13.1), (13.2), …, (13.N), токовый выход (14) которого подключен ко второму (10) входу цепи активной нагрузки (7), причем второй (3) неинвертирующий вход входного дифференциального каскада (1) с расширенным диапазоном активной работы соединен с общей шиной источников питания (15), а выход устройства (11) связан со вторым (4) инвертирующим входом входного дифференциального каскада (1) с расширенным диапазоном активной работы.

2. Широкополосный преобразователь N-токовых входных сигналов в напряжение на основе операционного усилителя по п. 1, отличающийся тем, что выход устройства (11) связан со вторым (4) инвертирующим входом входного дифференциального каскада (1) через четырехполюсник отрицательной обратной связи (16).

3. Широкополосный преобразователь N-токовых входных сигналов в напряжение на основе операционного усилителя по п. 1, отличающийся тем, что цепь активной нагрузки (7) содержит токовое зеркало (17), согласованное со второй (8) шиной источника питания, вход которого подключен к первому (9) входу цепи активной нагрузки (7), выход соединен со вторым (10) входом цепи активной нагрузки (7) и подключен ко входу неинвертирующего буферного усилителя (18), выход которого связан с выходом устройства (11).

4. Широкополосный преобразователь N-токовых входных сигналов в напряжение на основе операционного усилителя по п. 1, отличающийся тем, что цепь активной нагрузки (7) сдержит токовое зеркало (30), согласованное со второй (8) шиной источника питания, вход которого подключен ко второму (10) входу цепи активной нагрузки (7), выход соединен с первым 9 входом цепи активной нагрузки (7) и подключен ко входу инвертирующего буферного усилителя (31), выход которого связан с выходом устройства (11).

5. Широкополосный преобразователь N-токовых входных сигналов в напряжение на основе операционного усилителя по п. 1, отличающийся тем, что в схему введен второй (32) дополнительный каскад преобразования входных токов на транзисторе по схеме с общей базой с N-токовыми входами (34.1), (34.2), …, (34.N), токовый выход (33) которого подключен к первому (9) входу цепи активной нагрузки (7).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в устройствах усиления широкополосных сигналов, в структуре аналоговых интерфейсов различного функционального назначения.

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).

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.

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано также в измерительной технике в качестве прецизионного устройства усиления сигналов различных сенсоров.

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может использоваться в микросхемах СВЧ-фильтрации радиосигналов систем сотовой связи, спутникового телевидения, радиолокации и т.п.

Изобретение относится к области радиотехники и связи. Технический результат заключается в расширении диапазона рабочих частот каскодного усилителя без ухудшения коэффициента усиления по напряжению.

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.

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.

Изобретение относится к области усилителей аналоговых ВЧ и СВЧ сигналов. Техническим результатом является расширение диапазона рабочих частот цепи смещения статического уровня.

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.

Изобретение относится к области радиоэлектроники. Технический результат - повышение коэффициента усиления разомкнутого операционного усилителя. Биполярно-полевой операционный усилитель содержит входной дифференциальный каскад, общая истоковая цепь которого связана с первой шиной источника питания, первый и второй входы входного дифференциального каскада, первый токовый выход входного дифференциального каскада, связанный с эмиттером первого выходного транзистора и через первый токостабилизирующий двухполюсник соединенный со второй шиной источника питания, второй токовый выход входного дифференциального каскада, связанный с эмиттером второго выходного транзистора и через второй токостабилизирующий двухполюсник соединенный со второй шиной источника питания, источник опорного напряжения, связанный с базами первого и второго выходных транзисторов, токовое зеркало, согласованное с первой шиной источника питания, выход которого соединен с токовым выходом устройства. Коллекторы первого и второго выходных транзисторов соединены с первой шиной источника питания, первый токовый выход входного дифференциального каскада связан с эмиттером первого выходного транзистора через первый дополнительный резистор, второй токовый выход входного дифференциального каскада связан с эмиттером второго выходного транзистора через второй дополнительный резистор, причем источник опорного напряжения выполнен на основе дополнительного инвертирующего усилителя синфазного сигнала, выход которого через вспомогательный источник опорного тока связан с первой шиной источника питания, первый вход дополнительного инвертирующего усилителя синфазного сигнала соединен с первым токовым выходом входного дифференциального каскада и базой первого дополнительного транзистора, второй вход дополнительного инвертирующего усилителя синфазного сигнала соединен со вторым токовым выходом входного дифференциального каскада и базой второго дополнительного транзистора, коллектор первого дополнительного транзистора соединен со входом токового зеркала, коллектор второго дополнительного транзистора подключен к выходу токового зеркала и выходу устройства, а эмиттеры первого и второго дополнительных транзисторов связаны со второй шиной источника питания. 1 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в качестве прецизионного устройства усиления сигналов. Технический результат: уменьшение статического тока, потребляемого ОУ от источников питания (без нагрузки), и уменьшение напряжения смещения нуля. Биполярно-полевой операционный усилитель на основе «перегнутого» каскода содержит входной дифференциальный каскад (1), первую (3) шину источника питания, первый (7) выходной транзистор, первый (8) токостабилизирующий резистор, вторую (9) шину источника питания, второй (11) выходной транзистор, второй (12) токостабилизирующий резистор, цепь динамической нагрузки (13), согласованную с первой (3) шиной источника питания, вход которой (14) подключен к коллектору первого (7) выходного транзистора, а также первый (17) прямосмещенный p-n-переход, второй (18) прямосмещенный p-n-переход, первый (19) и второй (20) дополнительные резисторы. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области радиоэлектроники, в частности усиления сигналов. Технический результат - уменьшение статического тока, потребляемого ОУ при отключенной нагрузке. Биполярно-полевой операционный усилитель на основе «перегнутого» каскода содержит входной дифференциальный каскад, общая истоковая цепь которого связана с первой шиной источника питания, первый и второй входы входного каскада, первый токовый выход входного каскада, связанный с эмиттером первого выходного транзистора, который через первый вспомогательный резистор соединен со второй шиной источника питания, второй токовый выход входного каскада, связанный с эмиттером второго выходного транзистора, который через второй вспомогательный резистор соединен со второй шиной источника питания, цепь динамической нагрузки, согласованную с первой шиной источника питания, вход которой соединен с коллектором второго выходного транзистора, а выход подключен к выходу устройства и коллектору первого выходного транзистора. Первый токовый выход входного каскада связан с эмиттером первого выходного транзистора через первый дополнительный двухполюсник и подключен к базе второго выходного транзистора, а второй токовый выход входного каскада связан с эмиттером второго выходного транзистора через второй дополнительный двухполюсник и подключен к базе первого выходного транзистора. 2 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области радиоэлектроники, а именно к прецизионным устройствам усиления сигналов. Технический результат - повышение коэффициента усиления дифференциального сигнала в разомкнутом состоянии ОУ до уровня 90÷100 дБ. Биполярно-полевой операционный усилитель содержит первый (1) и второй (2) входные полевые транзисторы, объединенные истоки которых связаны с первой (3) шиной источника питания через первый (4) токостабилизирующий двухполюсник, а затворы соединены с соответствующими входами (5) и (6) устройства, первый (7) и второй (8) выходные транзисторы, базы которых объединены и подключены к цепи смещения потенциалов (9), эмиттер первого (7) выходного транзистора соединен со второй (10) шиной источника питания через первый (11) токостабилизирующий резистор, эмиттер второго (8) выходного транзистора соединен со второй (10) шиной источника питания через второй (12) токостабилизирующий резистор, токовое зеркало (13), согласованное с первой (3) шиной источника питания, выход которого соединен с токовым выходом устройства (14) и коллектором второго (8) выходного транзистора, а вход токового зеркала (13) соединен с коллектором первого (7) выходного транзистора. В схему введены первый (15), второй (16), третий (17) и четвертый (18) дополнительные транзисторы, а также первый (19) и второй (20) дополнительные резисторы, объединенные коллекторы первого (15) и второго (16) дополнительных транзисторов соединены с истоками первого (1) и второго (2) входных полевых транзисторов, базы третьего (17) и четвертого (18) дополнительных транзисторов связаны с базами первого (7) и второго (8) выходных транзисторов, база первого (15) дополнительного транзистора соединена с коллектором третьего (17) дополнительного транзистора, эмиттер первого (15) дополнительного транзистора подключен к эмиттеру первого (7) выходного транзистора, эмиттер третьего (17) дополнительного транзистора связан со второй (10) шиной источника питания через первый (19) дополнительный резистор, база второго (16) дополнительного транзистора соединена с коллектором четвертого (18) дополнительного транзистора, эмиттер второго (16) дополнительного транзистора подключен к эмиттеру второго (8) выходного транзистора, эмиттер четвертого (18) дополнительного транзистора связан со второй (10) шиной источника питания через второй (20) дополнительный резистор. 10 ил.

Изобретение относится к области радиоэлектроники. Технический результат заключается в расширении диапазона изменения выходного напряжения до уровней, близких к напряжениям на положительной и отрицательной шинах питания. Устройство содержит: входной дифференциальный каскад, общая истоковая цепь которого связана с первой шиной источника питания, первый и второй входы входного дифференциального каскада, первый токовый выход входного дифференциального каскада, связанный с базой первого выходного транзистора и коллектором первого транзистора первого источника опорного тока, эмиттер которого связан со второй шиной источника питания, второй токовый выход входного дифференциального каскада, связанный с базой второго выходного транзистора и коллектором второго транзистора второго источника опорного тока, эмиттер которого связан со второй шиной источника питания, цепь динамической нагрузки, согласованную с первой шиной источника питания, вход которой соединен с коллектором второго выходного транзистора, а выход связан с выходом устройства и коллектором первого выходного транзистора, причем базы первого и второго транзисторов первого и второго источников опорного тока соединены друг с другом, а эмиттеры первого и второго выходных транзисторов объединены друг с другом. 3 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к области радиотехники. Технический результат: создание энергоэкономичного устройства для усиления разности двух входных токов и подавления их синфазной составляющей. Для этого предложен дифференциальный усилитель двуполярных токов, который содержит первый и второй входы, первый входной каскад усиления тока, вход которого соединен с первым входом, первый выход первого входного каскада усиления тока связан со входом первого токового зеркала, согласованного с первой шиной питания, второй выход первого входного каскада усиления тока связан со входом второго токового зеркала, согласованного со второй шиной питания, выход устройства связан с выходами первого и второго токовых зеркал. В схему введен второй входной каскад усиления тока, вход которого соединен со вторым входом устройства, первый выход второго входного каскада усиления тока связан со входом третьего токового зеркала, согласованного с первой шиной питания, второй выход второго входного каскада усиления тока связан со входом четвертого токового зеркала, согласованного со второй шиной питания, причем выход третьего токового зеркала соединен со входом второго токового зеркала, а выход четвертого токового зеркала соединен со входом первого токового зеркала. 4 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в качестве прецизионного устройства усиления сигналов. Технический результат - уменьшение напряжения смещения нуля. Биполярно-полевой операционный усилитель содержит входной дифференциальный каскад, общая истоковая цепь которого связана с первой шиной источника питания, первый и второй входы входного дифференциального каскада, первый токовый выход входного дифференциального каскада, связанный с эмиттером первого выходного транзистора, второй токовый выход входного дифференциального каскада, связанный с эмиттером второго выходного транзистора, первый вспомогательный двухполюсник, первый вывод которого соединен с эмиттером второго выходного транзистора, второй вспомогательный двухполюсник, первый вывод которого соединен с эмиттером первого выходного транзистора, цепь динамической нагрузки, согласованную с первой шиной источника питания, вход которой подключен к коллектору первого выходного транзистора, а выход связан с выходом устройства и коллектором второго выходного транзистора, причем базы первого и второго выходных транзисторов соединены друг с другом, вторую шину источника питания, при этом вторые выводы первого и второго вспомогательных двухполюсников связаны со второй шиной источника питания через первый токостабилизирующий двухполюсник и подключены к базе дополнительного транзистора, эмиттер дополнительного транзистора связан со второй шиной источника питания, а коллектор через второй дополнительный токостабилизирующий двухполюсник связан с первой шиной источника питания. 3 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в качестве прецизионного устройства усиления широкополосных сигналов. Техническим результатом является расширение диапазона изменения выходного напряжения устройства до уровней, близких к напряжениям на положительной и отрицательной шинах питания. Устройство содержит входной дифференциальный каскад, общую цепь питания, две шины источника питания, два основных входа входного дифференциального каскада, два токовых выхода входного дифференциального каскада, транзисторы, токостабилизирующие двухполюсники, цепь динамической нагрузки, токовый выход устройства, резисторы. 5 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к области радиотехники. Технический результат: повышение разомкнутого коэффициента усиления по напряжению операционного усилителя (ОУ) при сохранении высоких показателей по стабильности напряжения смещения нуля. Для этого предложен биполярно-полевой дифференциальный операционный усилитель, который содержит входной дифференциальный каскад (1) с первым (2) и вторым (3) противофазными токовыми выходами, первый (4) токовый вход, первый (5) полевой транзистор, первую (6) шину питания, первый (7) вспомогательный токостабилизирующий двухполюсник, первый (8) токостабилизирующий двухполюсник, вторую (9) шину питания, второй (10) токостабилизирующий двухполюсник, первый (11) выходной транзистор, токовое зеркало (12), второй (13) выходной транзистор, буферный усилитель (14), первый (15) и второй (16) вспомогательные транзисторы. В схему введены первый (17) и второй (18) дополнительные транзисторы, второй (19) вспомогательный токостабилизирующий двухполюсник, третий (20) вспомогательный токостабилизирующий двухполюсник. 1 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в качестве прецизионного устройства усиления сигналов. Технический результат заключается в повышении коэффициента усиления дифференциального сигнала в разомкнутом состоянии двухкаскадного ОУ до уровня 90÷400 дБ. Прецизионный двухкаскадный дифференциальный операционный усилитель содержит входной дифференциальный каскад (1), общая эмиттерная цепь которого (2) связана с первой (3) шиной источника питания через источник опорного тока (4), первый (5) и второй (6) токовые выходы входного дифференциального каскада (1), первый (7) и второй (8) выходные транзисторы, базы которых подключены к источнику напряжения смещения (9), а эмиттеры через соответствующие первый (10) и второй (11) токостабилизирующие двухполюсники связаны со второй (12) шиной источника питания, токовое зеркало (13), согласованное с первой (3) шиной источника питания, вход которого соединен с коллектором первого (7) выходного транзистора, а выход связан с коллектором второго (8) выходного транзистора и токовым выходом устройства (14). В качестве источника опорного тока (4) применяется управляемый по входу (15) источник опорного тока, причем управляющий вход (15) источника опорного тока (4) соединен с коллекторами первого (16) и второго (17) дополнительных транзисторов. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2016-03-27 2016-03-27T21:15:58
Наверх