Инструментальный усилитель с повышенным ослаблением входного синфазного сигнала

Авторы патента:

Бугакова Анна Витальевна (RU)

Прокопенко Николай Николаевич (RU)

Игнашин Андрей Алексеевич (RU)

Пахомов Илья Викторович (RU)

H03F3/45 - дифференциальные усилители

Владельцы патента RU 2616570:

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

Изобретение относится к области электроники и измерительной техники и может быть использовано в качестве прецизионного устройства усиления сигналов различных датчиков.

В современной информационно-измерительной технике, приборостроении, датчиковых системах, различных аналого-цифровых интерфейсах находят широкое применение так называемые инструментальные (измерительные) усилители (ИУ), которые обеспечивают прецизионное усиление дифференциального сигнала (u_d) и повышенное ослабление синфазной составляющей входных напряжений (u_c) [1].

Одним из наиболее перспективных методов построения ИУ является применение в их структуре так называемых мультидифференциальных операционных усилителей (МОУ) [2-4], которые реализуются на основе классических дифференциальных каскадов на полевых [5-22] или биполярных [23-26] транзисторах с резистором местной отрицательной обратной связи. При этом для повышения линейности ИУ резистор местной отрицательной обратной связи выбирается достаточно высокоомным (1-10 кОм), что существенно ухудшает один из важнейших параметров МОУ и ИУ - коэффициент ослабления входного синфазного сигнала (K_ос.сф.).

Ближайшим прототипом заявляемого устройства является дифференциальный инструментальный усилитель по А. св. СССР №537435 Института проблем управления РАН. Он содержит (фиг. 1) первый 1 и второй 2 входные полевые транзисторы первого 3 дифференциального каскада, затворы которых соединены с соответствующими первым 4 и вторым 5 входами первого 3 дифференциального каскада, первый 6 и второй 7 входные полевые транзисторы второго 8 дифференциального каскада, затворы которых соединены с соответствующими первым 9 и вторым 10 входами второго 8 дифференциального каскада, первый 11 и второй 12 входные полевые транзисторы третьего 13 дифференциального каскада, затворы которых соединены с соответствующими первым 14 и вторым 15 входами третьего 13 дифференциального каскада, причем первый 14 вход третьего 13 дифференциального каскада связан с источником заданного напряжения 16, а второй 15 вход третьего 13 дифференциального каскада связан с выходом устройства 17 через цепь обратной связи 18, стоки первого 1 входного полевого транзистора первого 3 дифференциального каскада, первого 6 входного полевого транзистора второго 8 дифференциального каскада и первого 11 входного полевого транзистора третьего 13 дифференциального каскада соединены с первым 19 входом выходного каскада 20, выход которого подключен к выходу устройства 17, стоки второго 2 входного полевого транзистора первого 3 дифференциального каскада, второго 7 входного полевого транзистора второго 8 дифференциального каскада и второго 12 входного полевого транзистора третьего 13 дифференциального каскада соединены со вторым 21 входом выходного каскада 20, исток первого 1 входного полевого транзистора первого 3 дифференциального каскада соединен с коллектором первого 22 вспомогательного транзистора, исток первого 6 входного полевого транзистора второго 8 дифференциального каскада соединен с коллектором второго 23 вспомогательного транзистора, исток первого 11 входного полевого транзистора третьего 13 дифференциального каскада соединен с коллектором третьего 24 вспомогательного транзистора, база которого подключена к источнику напряжения смещения 25, эмиттеры первого 22, второго 23 и третьего 24 вспомогательных транзисторов связаны с первой 26 шиной источника питания через соответствующие первый 27, второй 28 и третий 29 токостабилизирующие двухполюсники.

Существенный недостаток известного ИУ состоит в том, что он не обеспечивает высокое ослабление входных синфазных сигналов. В конечном итоге, это снижает прецизионность известного ИУ.

Основная задача предполагаемого изобретения состоит в повышении коэффициента ослабления входных синфазных сигналов ИУ.

Поставленная задача достигается тем, что в инструментальном усилителе с повышенным ослаблением входного синфазного сигнала, фиг. 1, содержащем первый 1 и второй 2 входные полевые транзисторы первого 3 дифференциального каскада, затворы которых соединены с соответствующими первым 4 и вторым 5 входами первого 3 дифференциального каскада, первый 6 и второй 7 входные полевые транзисторы второго 8 дифференциального каскада, затворы которых соединены с соответствующими первым 9 и вторым 10 входами второго 8 дифференциального каскада, первый 11 и второй 12 входные полевые транзисторы третьего 13 дифференциального каскада, затворы которых соединены с соответствующими первым 14 и вторым 15 входами третьего 13 дифференциального каскада, причем первый 14 вход третьего 13 дифференциального каскада связан с источником заданного напряжения 16, а второй 15 вход третьего 13 дифференциального каскада связан с выходом устройства 17 через цепь обратной связи 18, стоки первого 1 входного полевого транзистора первого 3 дифференциального каскада, первого 6 входного полевого транзистора второго 8 дифференциального каскада и первого 11 входного полевого транзистора третьего 13 дифференциального каскада соединены с первым 19 входом выходного каскада 20, выход которого подключен к выходу устройства 17, стоки второго 2 входного полевого транзистора первого 3 дифференциального каскада, второго 7 входного полевого транзистора второго 8 дифференциального каскада и второго 12 входного полевого транзистора третьего 13 дифференциального каскада соединены со вторым 21 входом выходного каскада 20, исток первого 1 входного полевого транзистора первого 3 дифференциального каскада соединен с коллектором первого 22 вспомогательного транзистора, исток первого 6 входного полевого транзистора второго 8 дифференциального каскада соединен с коллектором второго 23 вспомогательного транзистора, исток первого 11 входного полевого транзистора третьего 13 дифференциального каскада соединен с коллектором третьего 24 вспомогательного транзистора, база которого подключена к источнику напряжения смещения 25, эмиттеры первого 22, второго 23 и третьего 24 вспомогательных транзисторов связаны с первой 26 шиной источника питания через соответствующие первый 27, второй 28 и третий 29 токостабилизирующие двухполюсники, предусмотрены новые элементы и связи - исток второго 2 входного полевого транзистора первого 3 дифференциального каскада связан с истоком первого 1 входного полевого транзистора первого 3 дифференциального каскада через первый 30 резистор местной отрицательной обратной связи и подключен к коллектору первого 31 дополнительного транзистора, исток второго 7 входного полевого транзистора второго 8 дифференциального каскада связан с истоком первого 6 входного полевого транзистора второго 8 дифференциального каскада через второй 32 резистор местной отрицательной обратной связи и подключен к коллектору второго 33 дополнительного транзистора, исток второго 12 входного полевого транзистора третьего 13 дифференциального каскада подключен к истоку первого 11 входного полевого транзистора третьего 13 дифференциального каскада через третий 34 резистор местной отрицательной обратной связи и связан коллектором третьего 35 дополнительного транзистора, причем база третьего 35 дополнительного транзистора соединена с источником напряжения смещения 25, эмиттер третьего 35 дополнительного транзистора подключен к первой 26 шине источника питания через третий 36 дополнительный токостабилизирующий двухполюсник и связан с базами первого 31 и второго 33 дополнительных транзисторов, эмиттеры которых соединены с первой 26 шиной источника питания через второй 37 и первый 38 токостабилизирующие двухполюсники, а базы первого 22 и второго 23 вспомогательных транзисторов подключены к эмиттеру третьего 24 вспомогательного транзистора.

На фиг. 1 показана схема ИУ-прототипа, созданная в Институте проблем управления РАН, а на чертеже фиг. 2 представлена схема заявляемого ИУ с повышенным ослаблением входного синфазного сигнала в соответствии с п. 1 формулы изобретения.

На фиг. 3 приведена схема двух входных каскадов ИУ фиг. 2, которая используется для аналитического расчета эффективности предлагаемого схемотехнического решения.

На фиг. 4 представлена схема фиг. 3, реализованная на элементах аналогового базового матричного кристалла АБМК_1_3, выпускаемого ОАО «Интеграл» (г. Минск).

На фиг. 5 приведена схема фиг. 4 в среде PSpice на моделях АБМК_1_3, в которой моделировалась передача на выход out (коэффициент K_с.сф.) входного синфазного сигнала V4.

На фиг. 6 приведена схема двух входных каскадов ИУ прототипа фиг. 1 в среде PSpice на моделях АБМК_1_3 для определения ее коэффициента передачи дифференциального сигнала (K_d).

На фиг. 7 показана частотная зависимость коэффициентов ослабления входного синфазного сигнала входных каскадов заявляемого ИУ и ИУ-прототипа. Из данных графиков следует, что в заявляемом ИУ коэффициент ослабления входного синфазного сигнала улучшается на 40 дБ (т.е. в 100 раз).

Инструментальный усилитель с повышенным ослаблением входного синфазного сигнала фиг. 2 содержит первый 1 и второй 2 входные полевые транзисторы первого 3 дифференциального каскада, затворы которых соединены с соответствующими первым 4 и вторым 5 входами первого 3 дифференциального каскада, первый 6 и второй 7 входные полевые транзисторы второго 8 дифференциального каскада, затворы которых соединены с соответствующими первым 9 и вторым 10 входами второго 8 дифференциального каскада, первый 11 и второй 12 входные полевые транзисторы третьего 13 дифференциального каскада, затворы которых соединены с соответствующими первым 14 и вторым 15 входами третьего 13 дифференциального каскада, причем первый 14 вход третьего 13 дифференциального каскада связан с источником заданного напряжения 16, а второй 15 вход третьего 13 дифференциального каскада связан с выходом устройства 17 через цепь отрицательной обратной связи 18, стоки первого 1 входного полевого транзистора первого 3 дифференциального каскада, первого 6 входного полевого транзистора второго 8 дифференциального каскада и первого 11 входного полевого транзистора третьего 13 дифференциального каскада соединены с первым 19 входом выходного каскада 20, выход которого подключен к выходу устройства 17, стоки второго 2 входного полевого транзистора первого 3 дифференциального каскада, второго 7 входного полевого транзистора второго 8 дифференциального каскада и второго 12 входного полевого транзистора третьего 13 дифференциального каскада соединены со вторым 21 входом выходного каскада 20, исток первого 1 входного полевого транзистора первого 3 дифференциального каскада соединен с коллектором первого 22 вспомогательного транзистора, исток первого 6 входного полевого транзистора второго 8 дифференциального каскада соединен с коллектором второго 23 вспомогательного транзистора, исток первого 11 входного полевого транзистора третьего 13 дифференциального каскада соединен с коллектором третьего 24 вспомогательного транзистора, база которого подключена к источнику напряжения смещения 25, эмиттеры первого 22, второго 23 и третьего 24 вспомогательных транзисторов связаны с первой 26 шиной источника питания через соответствующие первый 27, второй 28 и третий 29 токостабилизирующие двухполюсники. В схему введены исток второго 2 входного полевого транзистора первого 3 дифференциального каскада, который связан с истоком первого 1 входного полевого транзистора первого 3 дифференциального каскада через первый 30 резистор местной отрицательной обратной связи и подключен к коллектору первого 31 дополнительного транзистора, исток второго 7 входного полевого транзистора второго 8 дифференциального каскада, который связан с истоком первого 6 входного полевого транзистора второго 8 дифференциального каскада через второй 32 резистор местной отрицательной обратной связи и подключен к коллектору второго 33 дополнительного транзистора, исток второго 12 входного полевого транзистора третьего 13 дифференциального каскада, который подключен к истоку первого 11 входного полевого транзистора третьего 13 дифференциального каскада через третий 34 резистор местной отрицательной обратной связи и связан с коллектором третьего 35 дополнительного транзистора, причем база третьего 35 дополнительного транзистора соединена с источником напряжения смещения 25, эмиттер третьего 35 дополнительного транзистора подключен к первой 26 шине источника питания через третий 36 дополнительный токостабилизирующий двухполюсник и связан с базами первого 31 и второго 33 дополнительных транзисторов, эмиттеры которых соединены с первой 26 шиной источника питания через второй 37 и первый 38 токостабилизирующие двухполюсники, а базы первого 22 и второго 23 вспомогательных транзисторов подключены к эмиттеру третьего 24 вспомогательного транзистора.

В схеме фиг. 2 цепь отрицательной обратной связи 18 реализована на резисторах 40 и 41, а выходной каскад 20 подключен ко второй 39 шине источника питания.

В схеме фиг. 3 свойства нагрузки моделируются резисторами нагрузки 42 и 43. При этом выходные сигналы снимаются с выхода Вых. 2 (44) и выхода Вых. 1 (45) и в дальнейшем преобразуются выходным каскадом 20 в напряжение на выходе устройства 17.

В качестве источника напряжения смещения 25 (фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4) могут применяться традиционные цепи смещения потенциалов (стабилитроны, резистивные делители и т.п.). При этом обозначения и работа элементов в схеме фиг. 4 полностью соответствует обозначениям и работе элементов в схеме фиг. 3.

Рассмотрим работу схемы фиг. 3 для случая, когда выходные сигналы снимаются с Вых. 1 и Вых. 2, а на первый 4 и второй 5 входы первого 3 дифференциального каскада подаются одинаковые синфазные напряжения (u_c=u_c1=u_c2).

В результате воздействия входного синфазного сигнала u_c=u_c1=u_c2 на первый 4 и второй 5 входы первого 3 дифференциального каскада изменяются коллекторные токи первого 22 вспомогательного и первого 31 дополнительного транзисторов, а также токи стоков первого 1 и второго 2 входных полевых транзисторов первого 3 дифференциального каскада.

где r_к22, r_к31 - сопротивления закрытых коллекторных переходов первого 22 вспомогательного и первого 31 дополнительного транзисторов.

Токи i_rк22 и i_rк31 передаются в эмиттерные цепи третьего 24 вспомогательного и третьего 35 дополнительного транзисторов и вызывают соответствующие изменения токов истока i_u и токов стока i_c первого 11 и второго 12 входных полевых транзисторов третьего 13 дифференциального каскада:

где α₂₄≈1, α₂₄≈1 - коэффициент передачи по току эмиттера третьего 24 вспомогательного и третьего 35 дополнительного транзисторов.

В результате приращения токов в резисторах нагрузки 42 и 43 определяются формулами

Как следствие, коэффициенты передачи входного синфазного сигнала для выхода 1 и выхода 2 можно найти из уравнений:

В схеме ИУ-прототипа

Таким образом, при введении новых элементов и связей между ними коэффициенты передачи синфазного сигнала с первого 4 и второго 5 входов первого 3 дифференциального каскада на выходы 44, 45 уменьшаются в β=80÷100 раз, где .

Коэффициент передачи дифференциального напряжения входного каскада на первом 1 и втором 2 входных полевых транзисторов первого 3 дифференциального каскада определяется формулой

где R₃₀ - сопротивление первого 30 резистора местной отрицательной обратной связи;

R₄₂, R₄₃ - сопротивление резисторов нагрузки 42, 43.

Если выбрать K_d1≈1, то коэффициент ослабления входного синфазного сигнала (K_ос.сф.) в предлагаемой схеме определяется уравнением

Сравнительное компьютерное моделирование схем фиг. 5, фиг. 6, фиг. 7 показывает, что заявляемый ИУ имеет более чем в 100 раз лучшее значение коэффициента ослабления входного синфазного сигнала. Это существенно снижает погрешности ИУ при работе с сигналами, имеющими синфазную составляющую.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Авербух, В. Инструментальные усилители. / В. Авербух // Схемотехника, №1 (3), 2001. - С. 26-29; Схемотехника, №2 (4), 2001. - С. 22-24.

2. Холенарсипур П. Три - это много для инструментального усилителя. / П. Холенарсипур // Компоненты и технологии, №6, 2008 г. - С. 26-30.

3. Прокопенко Н.Н. Основные свойства, параметры и базовые схемы включения мультидифференциальных операционных усилителей с высокоимпедансным узлом. / Н.Н. Прокопенко, О.В. Дворников, П.С. Будяков // Электронная техника. Серия 2. Полупроводниковые приборы. Выпуск 2 (233), 2014 г. - С. 53-64.

4. Прокопенко Н.Н. Основные параметры и уравнения базовых схем включения мультидифференциальных операционных усилителей с высокоимпедансным узлом. / Н.Н. Прокопенко, Н.В. Бутырлагин, И.В. Пахомов // Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем - 2014. Сборник трудов. Часть 3. / Под общ. ред. академика РАН А.Л. Стемпковского. - М.: ИППМ РАН, 2014. - С. 111-116.

5. Патент US 6.617.922, fig.3.

6. Патент US 6.469.576, fig.2.

7. Патент US 7.170.349, fig.2.

8. Патент US 6.628.168, fig.1, fig.2.

9. Патент US 5.990.737, fig.7.

10. Патент US 7.199.612, fig.4.

11. Патент US 6.977.526, fig.1.

12. 3аявка на патент US 2009/0206929, fig.5.

13. Заявка на патент US 2008/0150636, fig.3D.

14. Заявка на патент US 2003/0132803, fig.7.

15.3аявка на патент US 2006/0244530, fig.2.

16. Патент US 6.388.519, fig.1.

17. Патент US 6.011.436, fig.4.

18. Патент US 6.559.720, fig.4.

19. 3аявка на патент US 2008/0186091, fig.4.

20. 3аявка на патент US 2013/0099782, fig.2.

21. Патент US 5.510.745.

22. Патент US 7.145.359, fig.4.

23. Заявка на патент WO 03/043281, fig.6.

24. Патент US 5.729.161, fig.2.

25. Патент US 4.847.519, fig.2.

26. Патент US 3.916.215.

1. Инструментальный усилитель с повышенным ослаблением входного синфазного сигнала, содержащий первый (1) и второй (2) входные полевые транзисторы первого (3) дифференциального каскада, затворы которых соединены с соответствующими первым (4) и вторым (5) входами первого (3) дифференциального каскада, первый (6) и второй (7) входные полевые транзисторы второго (8) дифференциального каскада, затворы которых соединены с соответствующими первым (9) и вторым (10) входами второго (8) дифференциального каскада, первый (11) и второй (12) входные полевые транзисторы третьего (13) дифференциального каскада, затворы которых соединены с соответствующими первым (14) и вторым (15) входами третьего (13) дифференциального каскада, причем первый (14) вход третьего (13) дифференциального каскада связан с источником заданного напряжения (16), а второй (15) вход третьего (13) дифференциального каскада связан с выходом устройства (17) через цепь обратной связи (18), стоки первого (1) входного полевого транзистора первого (3) дифференциального каскада, первого (6) входного полевого транзистора второго (8) дифференциального каскада и первого (11) входного полевого транзистора третьего (13) дифференциального каскада соединены с первым (19) входом выходного каскада (20), выход которого подключен к выходу устройства (17), стоки второго (2) входного полевого транзистора первого (3) дифференциального каскада, второго (7) входного полевого транзистора второго (8) дифференциального каскада и второго (12) входного полевого транзистора третьего (13) дифференциального каскада соединены со вторым (21) входом выходного каскада (20), исток первого (1) входного полевого транзистора первого (3) дифференциального каскада соединен с коллектором первого (22) вспомогательного транзистора, исток первого (6) входного полевого транзистора второго (8) дифференциального каскада соединен с коллектором второго (23) вспомогательного транзистора, исток первого (11) входного полевого транзистора третьего (13) дифференциального каскада соединен с коллектором третьего (24) вспомогательного транзистора, база которого подключена к источнику напряжения смещения (25), эмиттеры первого (22), второго (23) и третьего (24) вспомогательных транзисторов связаны с первой (26) шиной источника питания через соответствующие первый (27), второй (28) и третий (29) токостабилизирующие двухполюсники, отличающийся тем, что исток второго (2) входного полевого транзистора первого (3) дифференциального каскада связан с истоком первого (1) входного полевого транзистора первого (3) дифференциального каскада через первый (30) резистор местной отрицательной обратной связи и подключен к коллектору первого (31) дополнительного транзистора, исток второго (7) входного полевого транзистора второго (8) дифференциального каскада связан с истоком первого (6) входного полевого транзистора второго (8) дифференциального каскада через второй (32) резистор местной отрицательной обратной связи и подключен к коллектору второго (33) дополнительного транзистора, исток второго (12) входного полевого транзистора третьего (13) дифференциального каскада подключен к истоку первого (11) входного полевого транзистора третьего (13) дифференциального каскада через третий (34) резистор местной отрицательной обратной связи и связан коллектором третьего (35) дополнительного транзистора, причем база третьего (35) дополнительного транзистора соединена с источником напряжения смещения (25), эмиттер третьего (35) дополнительного транзистора подключен к первой (26) шине источника питания через третий (36) дополнительный токостабилизирующий двухполюсник и связан с базами первого (31) и второго (33) дополнительных транзисторов, эмиттеры которых соединены с первой (26) шиной источника питания через второй (37) и первый (38) токостабилизирующие двухполюсники, а базы первого (22) и второго (23) вспомогательных транзисторов подключены к эмиттеру третьего (24) вспомогательного транзистора.

2. Инструментальный усилитель с повышенным ослаблением входного синфазного сигнала по п. 1, отличающийся тем, что в качестве источника заданного напряжения (16) используется потенциал общей шины источника питания.

Изобретение относится к области радиоэлектроники. Технический результат: повышение коэффициента усиления по напряжению разомкнутого мультидифференциального операционного усилителя при сохранении высокой стабильности нулевого уровня.

Прецизионный двухкаскадный дифференциальный операционный усилитель // 2615070

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.

Биполярно-полевой дифференциальный операционный усилитель // 2615068

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.

Дифференциальный операционный усилитель с малым напряжением питания // 2613842

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.

Биполярно-полевой операционный усилитель на основе "перегнутого" каскода // 2604684

Дифференциальный усилитель двуполярных токов // 2604683

Изобретение относится к области радиотехники. Технический результат: создание энергоэкономичного устройства для усиления разности двух входных токов и подавления их синфазной составляющей.

Биполярно-полевой операционный усилитель // 2595927

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.

Биполярно-полевой операционный усилитель // 2595926

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 на основе "перегнутого" каскода // 2592455

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 // 2592429

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.

Дифференциальный операционный усилитель // 2616573

Изобретение относится к области радиоэлектроники. Технический результат: повышение коэффициента усиления по напряжению в разомкнутом дифференциальном операционном усилителе при высокой температурной и радиационной стабильности статического режима транзисторов его промежуточного каскада. В схему введены первый (14), второй (15), третий (16) и четвертый (17) дополнительные выходные транзисторы, эмиттеры которых подключены ко второй 6 шине источника питания, базы первого (14) и второго (15) дополнительных выходных транзисторов соединены с базой первого (10) выходного транзистора, базы третьего (16) и четвертого (17) дополнительных выходных транзисторов соединены с базой второго (12) выходного транзистора, коллекторы первого (14) и третьего (16) дополнительных выходных транзисторов соединены с первым (5) токовым выходом входного дифференциального каскада (1), коллекторы второго (15) и четвертого (17) дополнительных выходных транзисторов соединены со вторым (8) токовым выходом входного дифференциального каскада (1), причем в качестве первого (7) и второго (9) согласующих двухполюсников используются токостабилизирующие двухполюсники с высоким внутренним сопротивлением. 2. з.п. ф-лы, 13 ил.

Дифференциальный операционный усилитель для работы при низких температурах // 2621286

Изобретение относится к области электроники. Технический результат - повышение коэффициента ослабления входного синфазного сигнала. Для этого предложен дифференциальный операционный усилитель для работы при низких температурах, который содержит первый (1) входной полевой транзистор, первый (2) вход устройства, первый (3) вспомогательный транзистор, первый (4) токостабилизирующий двухполюсник, первую (5) шину источника питания, второй (6) входной полевой транзистор, второй (7) вход устройства, второй (8) вспомогательный транзистор, второй (9) токостабилизирующий двухполюсник, первый (10) выход устройства, вторую (11) шину источника питания, первый (12) резистор отрицательной обратной связи, первый (13) выходной транзистор, второй (14) выходной транзистор, первую (15) цепь смещения потенциалов, первый (16) дополнительный транзистор, второй (17) дополнительный транзистор, вторую (18) цепь смещения потенциалов, первый (19) и второй (20) входы выходного дифференциального каскада (21). 3 з.п. ф-лы, 9 ил.

Мультидифференциальный операционный усилитель // 2621287

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в качестве прецизионного устройства усиления сигналов. Технический результат - уменьшение напряжения смещения нуля, повышение стабильности при низких температурах и воздействии радиации. Мультидифференциальный операционный усилитель содержит первый входной биполярный транзистор, первый входной полевой транзистор с управляющим р-n переходом, первое токовое зеркало, источник питания, второй входной биполярный транзистор, второй входной полевой транзистор с управляющим р-n переходом, второе токовое зеркало, первое дополнительное токовое зеркало, второе дополнительное токовое зеркало. 10 ил.

Двухкаскадный дифференциальный операционный усилитель с повышенным коэффициентом усиления // 2621289

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в качестве прецизионного устройства усиления широкополосных сигналов. Технический результат: повышение коэффициента усиления по напряжению (Ку) при сохранении высокой температурной и радиационной стабильности напряжения смещения нуля. Двухкаскадный дифференциальный операционный усилитель с повышенным коэффициентом усиления содержит входной дифференциальный каскад, первый выходной транзистор, коллектор которого связан со входом токового зеркала, источник питания, второй выходной транзистор, первый вспомогательный транзистор, второй вспомогательный транзистор, третий вспомогательный транзистор, первый дополнительный повторитель напряжения, четвертый вспомогательный транзистор и второй дополнительный повторитель напряжения. 11 ил.

Дифференциальный инструментальный усилитель с парафазным выходом // 2621291

Изобретение относится к области аналоговой усилительной техники. Технический результат: повышение значения коэффициента передачи по напряжению. Для этого предложен дифференциальный инструментальный усилитель с парафазным выходом, который содержит неинвертирующий вход (1) устройства и синфазный ему неинвертирующий выход (2) устройства, инвертирующий вход (3) устройства и синфазный ему инвертирующий выход (4) устройства, первый (5) входной дифференциальный каскад, второй (8) входной дифференциальный каскад, выходной дифференциальный каскад (14), при этом в схему введен дополнительный дифференциальный каскад (20), неинвертирующий вход (21) которого соединен с неинвертирующим (1) входом устройства, инвертирующий вход (22) дополнительного дифференциального каскада (20) подключен к инвертирующему (3) входу устройства, первый (23) токовый выход дополнительного дифференциального каскада (20) связан с первым (12) токовым выходом второго (8) входного дифференциального каскада, а второй (24) токовый выход дополнительного дифференциального каскада (20) связан со вторым (16) токовым выходом второго (8) входного дифференциального каскада. 5 ил.

Мультиплексор потенциальных сигналов датчиков // 2621292

Изобретение относится к области радиоэлектроники и вычислительной техники. Технический результат заключается в обеспечении дополнительно к режиму последовательного во времени преобразования входных потенциальных сигналов в выходное напряжение, алгебраического суммирования входных дифференциальных и недифференциальных напряжений, а также изменения их фазы в процессе мультиплексирования. Мультиплексор содержит N входных дифференциальных каскадов, имеющих инвертирующий и неинвертирующий входы, логический потенциальный вход для включения/выключения дифференциального каскада, и токовый выход, связанный с входом выходного буферного усилителя. Причем каждый из N входных дифференциальных каскадов имеет диапазон линейной работы по дифференциальному входу, превышающий максимальную амплитуду его входного дифференциального напряжения, потенциальный выход выходного буферного усилителя соединен с инвертирующим входом первого входного дифференциального каскада, неинвертирующий вход которого связан с общей шиной источника питания, причем каждый логический потенциальный вход включения/выключения каждого входного дифференциального каскада связан с выходом соответствующих из N триггеров, входы управления состоянием которых соединены с выходами цифрового управляющего устройства. 17 ил.

Инструментальный усилитель для работы при низких температурах // 2624565

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в качестве прецизионного устройства усиления сигналов различных датчиков. Технический результат заключается в повышении коэффициента ослабления входного синфазного сигнала при работе в диапазоне низких температур. Указанный результат достигается посредством инструментального усилителя для работы при низких температурах, который содержит первый входной полевой транзистор первого дифференциального каскада, затвор которого соединен с первым входом устройства, исток подключен к стоку первого вспомогательного транзистора первого дифференциального каскада, а сток через первый двухполюсник нагрузки связан с первой шиной источника питания и соединен с первым выходом, второй входной полевой транзистор первого дифференциального каскада. Между второй шиной источника питания и истоком второго выходного транзистора включен второй токостабилизирующий двухполюсник, причем второй и первый выходы соединены с соответствующими входами выходного каскада, выход которого, являющийся потенциальным выходом устройства, связан с четвертым входом устройства через цепь общей отрицательной обратной, а третий вход устройства соединен с общей шиной источников питания. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

Низкотемпературный радиационно-стойкий мультидифференциальный операционный усилитель // 2624585

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в качестве прецизионного устройства усиления электрических сигналов различных датчиков. Технический результат заключается в повышении точности за счет уменьшения систематической составляющей напряжения смещения нуля низкотемпературного радиационно-стойкого мультидифференциального операционного усилителя (МОУ). Он содержит дифференциальные каскады на основе транзисторов, связанных друг с другом. Токовый выход первого (1) дифференциального каскада соединен с первой (15) шиной источника питания через первый (18) токостабилизирующий двухполюсник и подключен к эмиттеру первого (19) согласующего транзистора, второй (12) токовый выход второго (8) дифференциального каскада соединен с эмиттером второго (20) согласующего транзистора и через второй (21) токостабилизирующий двухполюсник соединен с первой (15) шиной источника питания. Причем первый (11) токовый выход второго (8) дифференциального каскада соединен с эмиттером второго (26) выходного транзистора и подключен к коллектору первого (19) согласующего транзистора, коллектор второго (26) выходного транзистора связан со вторым (28) входом выходного дифференциального каскада (25), выход которого соединен с выходом устройства (17). 3 з.п. ф-лы, 15 ил.

Многоканальный быстродействующий операционный усилитель // 2626667

Изобретение относится к области аналоговой микроэлектроники. Технический результат: повышение быстродействия ОУ в режиме большого сигнала до уровня 20000 В/мкс. Это обеспечивается за счет исключения динамической перегрузки промежуточного каскада ОУ, выполненного в виде комплементарных «перегнутых» каскодов. Таким образом, предложен многоканальный быстродействующий операционный усилитель, который содержит входной дифференциальный каскад с первым и вторым входами и четырьмя токовыми выходами, первый-четвертый выходные транзисторы, буферный усилитель и корректирующий конденсатор, два токовых зеркала, причем в качестве входного дифференциального каскада используются каскады с широким диапазоном активной работы, а каждый первый, второй, третий и четвертый токостабилизирующие двухполюсники выполнены в виде соответствующих резисторов. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Низкотемпературный радиационно-стойкий мультидифференциальный операционный усилитель // 2627094

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в качестве прецизионного устройства усиления широкополосных сигналов. Технический результат: уменьшение систематической составляющей напряжения смещения нуля, а также создание условий для применения в схеме заявляемого устройства КМОП транзисторов. Низкотемпературный радиационно-стойкий мультидифференциальный операционный усилитель содержит первый (1) дифференциальный каскад на основе первого (2) и второго (3) входных транзисторов, связанных друг с другом инжектирующими выводами. Первый (4) токовый выход первого (1) дифференциального каскада и первый (11) токовый выход второго (8) дифференциального каскада подключены ко входу первого (15) токового зеркала, второй (12) токовый выход второго (8) дифференциального каскада подключен к выходу второго (18) токового зеркала и соединен со входом дополнительного инвертирующего усилителя (20), согласованного со второй (19) шиной источника питания, токовый выход которого соединен с токовым выходом устройства (17). 8 з.п. ф-лы, 10 ил.