Неинвертирующий усилитель переменного тока

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в качестве неинвертирующего усилителя переменного тока с коэффициентом передачи по току больше единицы. Технический результат: повышение коэффициентов усиления по току до уровня, который превышает единичное значение. Неинвертирующий усилитель переменного тока содержит источник входного токового сигнала, связанный с эмиттером первого выходного транзистора, первый токостабилизирующий двухполюсник, первый и второй выходные транзисторы, первую шину источника питания, источник напряжения смещения, второй токостабилизирующий двухполюсник, двухполюсник нагрузки, включенный между токовым выходом устройства и второй шиной источника питания. В схему введен дополнительный транзистор, база которого соединена с эмиттером первого выходного транзистора, коллектор связан со второй шиной источника питания, эмиттер соединен с первой шиной источника питания через третий токостабилизирующий двухполюсник и через дополнительный конденсатор связан с эмиттером второго выходного транзистора, причем базы первого и второго выходных транзисторов соединены друг с другом. 4 ил.

 

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в качестве неинвертирующего усилителя с малым входным сопротивлением и коэффициентом передачи по току больше единицы.

В современной радиоэлектронной аппаратуре в качестве элементов аналоговых устройств находят применение различные модификации составных транзисторов [1-9], в том числе так называемые схемы Дарлингтона [10-30], которые по эмиттерной цепи имеют малое входное сопротивление и применяются в качестве усилителя тока в различных аналоговых устройствах - генераторах, фильтрах, фазорасщепителях и т.п.

Ближайшим прототипом (фиг. 1) заявляемого устройства является неинвертирующий усилитель тока (НУТ) по заявке на патент WO 2007/046732. Он содержит (фиг. 1) источник входного токового сигнала 1, связанный с эмиттером первого 2 выходного транзистора, первый 3 токостабилизирующий двухполюсник, включенный между эмиттером первого 2 выходного транзистора и первой 4 шиной источника питания, второй 5 выходной транзитор, колллектор которого соединен с токовым выходом устройства 6 и коллетором первого 2 выходного транзистора, база связана с источником напряжения смещения 7, а эмиттер через второй 8 токостабилизирующий двухполюсник подключен к первой 4 шине источника питания, двухполюсник нагрузки 9, включенный между токовым выходом устройства 6 и второй 10 шиной источника питания.

Существенный недостаток известного НУТ состоит в том, что он не может обеспечить коэффициент передачи по току больше единицы, что затрудняет построение на его основе различных аналоговых устройств, например RC-фильтров с положительной обратной RC-связью.

Основная задача предлагаемого изобретения состоит в повышении коэффициентов усиления по току (Ki) НУТ до уровня, который превышает единичное значение. Это является необходимым условием построения на основе заявляемого НУТ различных электронных устройств с положительной обратной связью (ПОС), в которых усиление по петле ПОС должно превышать единицу.

Поставленная задача достигается тем, что в неинвертирующем усилителе тока на фиг. 1, содержащем источник входного токового сигнала 1, связанный с эмиттером первого 2 выходного транзистора, первый 3 токостабилизирующий двухполюсник, включенный между эмиттером первого 2 выходного транзистора и первой 4 шиной источника питания, второй 5 выходной транзитор, колллектор которого соединен с токовым выходом устройства 6 и коллетором первого 2 выходного транзистора, база связана с источником напряжения смещения 7, а эмиттер через второй 8 токостабилизирующий двухполюсник подключен к первой 4 шине источника питания, двухполюсник нагрузки 9, включенный между токовым выходом устройства 6 и второй 10 шиной источника питания, предусмотрены новые элементы и связи - в схему введен дополнительный транзистор 11, база которого соединена с эмиттером первого 2 выходного транзистора, коллектор связан со второй 10 шиной источника питания, эмиттер соединен с первой 4 шиной источника питания через третий 12 токостабилизирующий двухполюсник и через дополнительный конденсатор 13 связан с эмиттером второго 5 выходного транзистора, причем базы первого 2 и второго 5 выходных транзиторов соединены друг с другом.

На фиг. 1 показана схема НУТ-прототипа, а на фиг. 2 - схема заявляемого устройства в соответствии с формулой изобретения.

На фиг. 3 приведена схема заявляемого устройства фиг. 2 в среде PSpice на радиационно-зависимых моделях интегральных транзисторов АБМК_1.3 НПО «Интеграл» (г. Минск).

На фиг. 4 показаны амплитудно-частотные характеристики коэффициента усиления по току НУТ на фиг. 2 при разных значениях емкости дополнительного конденсатора C1=C13. При этом схема на фиг. 3 при C1=C13=0Ф соответствует по характеристикам схеме НУТ-прототипа на фиг. 1.

Неинвертирующий усилитель переменного тока на фиг. 2 содержит источник входного токового сигнала 1, связанный с эмиттером первого 2 выходного транзистора, первый 3 токостабилизирующий двухполюсник, включенный между эмиттером первого 2 выходного транзистора и первой 4 шиной источника питания, второй 5 выходной транзитор, колллектор которого соединен с токовым выходом устройства 6 и коллетором первого 2 выходного транзистора, база связана с источником напряжения смещения 7, а эмиттер через второй 8 токостабилизирующий двухполюсник подключен к первой 4 шине источника питания, двухполюсник нагрузки 9, включенный между токовым выходом устройства 6 и второй 10 шиной источника питания. В схему введен дополнительный транзистор 11, база которого соединена с эмиттером первого 2 выходного транзистора, коллектор связан со второй 10 шиной источника питания, эмиттер соединен с первой 4 шиной источника питания через третий 12 токостабилизирующий двухполюсник и через дополнительный конденсатор 13 связан с эмиттером второго 5 выходного транзистора, причем базы первого 2 и второго 5 выходных транзисторов соединены друг с другом.

Рассмотрим работу схемы на фиг. 2 для случая, когда реактивное сопротивление конденсатора 13 (2πfC13)-1=Z13 значительно меньше rэ11 и rэ5, где rэ11 - сопротивление эмиттера дополнительного транзистора 11, а rэ5 - сопротивление эмиттера второго 5 выходного транзистора.

Если входной ток НУТ на фиг. 2 изменяется на величину iвх, то это вызывает следующие изменения токов в схеме:

где ; ; ;

ϕт=26 мВ - температурный потенциал;

I3, I12, I8 - статические токи первого 3, второго 8 и третьего 12 токостабилизирующих двухполюсников соответственно.

После преобразования формулы (4) можно получить, что коэффициент передачи по току Ki схемы НУТ на фиг. 2 определяется формулой:

За счет выбора отношения статических токов I3, I12, I8 можно изменять коэффициент передачи по току Ki в пределах: Ki2+(α25), т.е. в диапазоне от 0,99 до 2 единиц. Если все токи выбирать одинаковыми, то Ki=1,5. В большинстве случаев это достаточно для построения на основе НУТ на фиг. 2, например RC-фильтров и генераторов с положительной RC- или RLC-обратной связью.

Таким образом, предлагаемое устройство имеет существенное преимущество в сравнении с прототипом - обеспечивает неинвертирующее усиление по току больше единицы. Это позволяет создавать на его основе различные электронные схемы, в которых по условиям работоспособности необходимо иметь усиление по петле положительной обратной связи больше единицы.

Источники информации

1. Заявка на патент WO 2007/046732 fig. 5

2. Заявка на патент WO 2008/026599

3. Патент US 6.172.549 fig. 4

4. Патент RU 2.519.558 fig. 2

5. Патент US 7.728.673 fig. 1

6. Заявка на патент US 2010/0013562 fig. 2

7. Патент US 5.929.710 fig. 3

8. Патент ЕР 0623993 fig. 2

9. Патент US 6.611.172 fig. 1

10. Патент US 5.900.774 fig. 1

11. Патент ЕР 0385547 fig. 7

12. Патент US 6.107.886 fig. 2

13. Патент US 5.218.319 fig. 3

14. Патент ЕР 0648010 fig. 3

15. Патент US 7.123.091 fig. 1

16. Патент US 4.890.067 fig. 2

17. Патент US 3.510.791 fig. 3

18. Патент US 4.024.462 fig. 1

19. Патент US 4.706.038 fig. 2

20. Патент US 6.806.778 fig. 2

21. Патент US 7.692.492 fig. 4

22. Патент US 7.436.262 fig. 2

23. Патент US 7.834.695 fig. 8

24. Патент US 7.088.174 fig. 4

25. Патент US 4.547.744 fig. 2

26. Патент US 6.798.285 fig. 2

27. Патент US 3.694.763 fig. 1

28. Патент US 4.914.533 fig. 2

29. Патент US 4.219.839 fig. 7

30. Патент ЕР 0767989

Неинвертирующий усилитель переменного тока, содержащий источник входного токового сигнала (1), связанный с эмиттером первого (2) выходного транзистора, первый (3) токостабилизирующий двухполюсник, включенный между эмиттером первого (2) выходного транзистора и первой (4) шиной источника питания, второй (5) выходной транзистор, колллектор которого соединен с токовым выходом устройства (6) и коллектором первого (2) выходного транзистора, база связана с источником напряжения смещения (7), а эмиттер через второй (8) токостабилизирующий двухполюсник подключен к первой (4) шине источника питания, двухполюсник нагрузки (9), включенный между токовым выходом устройства (6) и второй (10) шиной источника питания, отличающийся тем, что в схему введен дополнительный транзистор (11), база которого соединена с эмиттером первого (2) выходного транзистора, коллектор связан со второй (10) шиной источника питания, эмиттер соединен с первой (4) шиной источника питания через третий (12) токостабилизирующий двухполюсник и через дополнительный конденсатор (13) связан с эмиттером второго (5) выходного транзистора, причем базы первого (2) и второго (5) выходных транзисторов соединены друг с другом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в качестве прецизионного устройства усиления сигналов. Технический результат заключается в расширении диапазона изменения отрицательного выходного напряжения ОУ до уровня, близкого к напряжению на второй (12) шине источника питания, и повышении коэффициента ослабления входных синфазных сигналов (Кос.сф) ОУ.

Изобретение относится к прецизионным устройствам усиления сигналов. Технический результат заключается в повышении разомкнутого коэффициента усиления по напряжению операционного усилителя.

Изобретение относится к устройствам усиления электрических сигналов на основе резонансных преобразователей электрической энергии. Задачей и техническим результатом является в способе и устройстве увеличение коэффициента усиления и снижение зависимости параметров от величины нагрузки с увеличением добротности резонансных контуров за счет однонаправленной передачи электрической энергии от источника питания к нагрузке, исключения сопротивления нагрузки из электрической цепи, обеспечивающей параметрическое усиление электрических колебаний, и использования энергии электрического поля уединенных емкостей, что приводит к параметрическому изменению емкости в резонансных контурах высоковольтных обмоток трансформаторов Тесла.

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться для регулирования обмоток генераторов. Технический результат заключается в повышении коэффициента полезного действия.

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в устройствах радиолокации. Технический результат заключается в повышении надежности устройства, который достигается за счет того, что в устройство, содержащее ЛБВ, источник питания анода (ИПА), источник питания коллектора (ИПК), источник питания накала (ИПН), источник напряжения отпирания (Uотп), источник напряжения запирания (Uзап), модулятор и диод, причем источники первым выводом соединены с катодом ЛБВ, а вторым выводом соответственно - с замедляющей системой (ЗС), коллектором и накалом ЛБВ и входами модулятора, выход модулятора соединен с анодом диода, катод которого соединен с другим выводом источника напряжения Uотп, введены коммутатор, датчик тока, резистор и второй диод.

Изобретение относится к области электронных приборов СВЧ, в частности к вакуумным усилителям с распределенным взаимодействием. Техническим результатом является снижение входной емкости распределенного усилителя и, как следствие, увеличение верхней границы рабочего диапазона частот, а так же снижение массогабаритных показателей распределенного усилителя.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиотехнических установках. Технический результат заключается в увеличении динамического диапазона при усилении сигналов в узком диапазоне частот за счет снижения уровня шумов.

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в устройствах усиления электрических сигналов. Технический результат - увеличение коэффициента усиления и снижение зависимости параметров устройства от величины нагрузки.

Изобретение относится к радиоэлектронной технике. Технический результат изобретения заключается в повышении КПД и его стабильности, снижении массы и габаритов.

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в качестве прецизионного устройства усиления широкополосных сигналов. Технический результат заключается в повышении прецизионности операционного усилителя в условиях дестабилизирующих факторов.

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в качестве прецизионного устройства усиления сигналов. Технический результат заключается в расширении диапазона изменения отрицательного выходного напряжения ОУ до уровня, близкого к напряжению на второй (12) шине источника питания, и повышении коэффициента ослабления входных синфазных сигналов (Кос.сф) ОУ.

Изобретение относится к области радиоэлектроники. Технический результат заключается в повышении верхней граничной частоты коэффициента усиления по напряжению без увеличения тока потребления.

Изобретение относится к области электроники и радиотехники. Технический результат: уменьшение коэффициента передачи входного синфазного сигнала.

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в качестве прецизионного устройства усиления широкополосных сигналов. Технический результат заключается в уменьшении систематической составляющей напряжения смещения нуля.

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.

Изобретение относится к области аналоговой микроэлектроники. Технический результат: повышение быстродействия ОУ в режиме большого сигнала до уровня 20000 В/мкс.

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в качестве прецизионного устройства усиления электрических сигналов различных датчиков.

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.

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.

Изобретение относится к области аналоговой усилительной техники. Технический результат: повышение значения коэффициента передачи по напряжению.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам усиления электрических сигналов на основе резонансных преобразователей электрической энергии. Технический результат заключается в увеличении коэффициента усиления и снижении зависимости параметров от величины нагрузки. Технический результат в группе изобретений достигается за счет того, что прибор для изменения параметров резонансного контура выполнен в виде двух естественных уединенных емкостей из проводящего материала, установленных над повышающим и понижающим трансформатором Тесла, и соединен со свободным выводом высоковольтной обмотки с образованием резонансного контура. Также указанный прибор может быть выполнен в виде n+2 уединенных емкостей из проводящего материала, одна из которых установлена над повышающим трансформатором Тесла и n+1 уединенных емкостей установлены над n+1 понижающим трансформаторами Тесла, каждая уединенная емкость соединена со свободным выводом высоковольтной обмотки с образованием резонансного контура, все 2(n+2) резонансные контуры имеют одинаковую резонансную частоту. Также в одном из вариантов обеспечивается усиление электрических колебаний путем параметрического изменения емкости резонансного контура высоковольтной обмотки понижающего трансформатора Тесла, передачи усиленных колебаний тока и напряжения в резонансный контур низковольтной обмотки понижающего трансформатора Тесла с частотой f3=f2=f1=f0, выпрямления тока и напряжения и преобразования электрической энергии по частоте и напряжению в инверторе и передачи в нагрузку и частично по цепи обратной связи через блок питания на вход источника питания. Усиление электрических колебаний может быть достигнуто путем параметрического изменения емкости n+1 резонансных контуров высоковольтных обмоток n+1 понижающих трансформаторов Тесла, передачи усиленных колебаний тока и напряжения в n+1 резонансных контуров низковольтной обмотки n+1 понижающих трансформаторов Тесла с резонансной частотой, одинаковой для всех 2(n+2) резонансных контуров, выпрямления тока и напряжения в n+1 выпрямителе. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в качестве неинвертирующего усилителя переменного тока с коэффициентом передачи по току больше единицы. Технический результат: повышение коэффициентов усиления по току до уровня, который превышает единичное значение. Неинвертирующий усилитель переменного тока содержит источник входного токового сигнала, связанный с эмиттером первого выходного транзистора, первый токостабилизирующий двухполюсник, первый и второй выходные транзисторы, первую шину источника питания, источник напряжения смещения, второй токостабилизирующий двухполюсник, двухполюсник нагрузки, включенный между токовым выходом устройства и второй шиной источника питания. В схему введен дополнительный транзистор, база которого соединена с эмиттером первого выходного транзистора, коллектор связан со второй шиной источника питания, эмиттер соединен с первой шиной источника питания через третий токостабилизирующий двухполюсник и через дополнительный конденсатор связан с эмиттером второго выходного транзистора, причем базы первого и второго выходных транзисторов соединены друг с другом. 4 ил.

Наверх