Усилитель Советский патент 1984 года по МПК H03F3/42 

Изобретение относится к измерител Ной технике и может использоваться в качестве усилителя биологических сигналов. Известен усилитель, содержащий два транзистора - основной и динамической нагрузки, соединенные последо вательно по постоянному току СИ. Данный усилитель обладает темпера турной нестабильностью рабочей точки Наиболее близким по технической сущности к изобретению является усилитель, содержащий выходной транзистор и транзистор динамической нагруз ки, имеющие разную структуру, включенные по схеме с общим эмиттером, с соответственно первым и вторым резис торами в змиттерных цепях, коллекторы которых объединены и являются выходом усилителя, при этом база выходного транзистора через третий резистор подключена к первой шине источника питания, соединенной с общей шиной, а база транзистора динамической нагрузки через параллельно соединенные четвертьй резистор и первый конденсатор - к второй шине источника питания, а также управляющий транзистор, первый выходной электрод Которого соединен с базой транзистор динамической нагрузки, второй конден сатор и пятьш резистор С 21. Однако известный усилитель при ис пользовании его для усиления биологи ческих сигналов имеет искажения, определяющиеся малой полосой пропускания в области инфранизких частот, а также недостаточную стабильность рабочей точки усилителя. Цель изобретения - расширение полосы пропускания в область инфранизких частот и повышение стабильности. Поставленная цель достигается тем что в усилителе, содержащем выходной транзистор и транзистор динамиче кой нагрузки, имеющие разную структуру, вк-юченные по схеме с общим эмиттером, с соответственно первым и вторым резисторами в эмиттерных це пях, коллекторы которых объединены и являются выходом усилителя, при этом база выходного транзистора чере третий резистор подключена к первой шине источника питания, соединенной с общей шиной, а база транзистЬра динамической нагрузки через параллел но соединенные четвертый резистор и первый конденсатор - к второй шине 77 источника питания, а также управляющий транзистор, первый выходной элек трод которого соединен с базой транзистора динамической нагрузки, второй конденсатор и пятый резистор, управляющий транзистор выполнен полевым, его управляющий вход является входом усилителя и через вятый резистор соединен с первой шиной источника питания, а второй выходной электрод с базой выходного транзистора и через второй конденсатор - с первой шиной источника питания. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема усилителя. Усилитель содержит выходной транзистор 1, транзистор 2 динамической нагрузки, управляющий транзистор 3, первый, второй, третий, четвертый и пятый резисторы А-8, первый и второй конденсаторы 9 и 10, первая и вторая шины 11 и 12 источника питания. Усилитель работает следующим образом. При подаче переменного напряжения на вход усилителя коэффициент усиления первого каскада при равенстве истоковой и стоковой нагрузок зависит от частоты сигнала - (sd ( и составляет десятки килоом). При коэффициент усиления становится меньше елиницы, в результате чего на базу транзистора 2 динамической нагрузки подается переменное напряжение меньшей амплитуды, чем на базу выходного транзистора 1. Поэтому, несмотря на то, что сигналы имеют одинаковую фазу переменного сигнала за счет разной амплитуды сигналов. В случае, когда частота сигнала C5LX1/R -I 9 коэффициент усиления первого каскада близок к единице и коэффициент усиления всего усилителя уменьшается. При (su 0 (постоянная составляющая) Изменения напряжения на третьем и четвертом резисторах 6-(R6) и 7 (С7), вызванные подачей постоянного сигнала, одинаковы, и усиления постоянной составляющей не происходит. Таким образом, подключение первого конденсатора 9 (С9) параллельно четвертому резистору 7 управляющего транзистора 3 позволяет улисивать изменения постоянной составляющей (динa шчecкий сигнал) и не усиливать саму постоянную составляющую. Равенство нулю коэффициента усиления по постоянному току объясняется введением в усилитель 100%-ной обратной связи по постоянному току, осуществленной с помощью каскада усиления и управляющем транзисторе 3. Использование 100%-ной отрицательной обратной связи повышает термостабильность усилителей, поскольку в усилителе происходит автоматическая компенсация любых медленно меняющихся процессов, в том числе, вызванных из енением температуры окружающей сред Стабильность положения рабочей точ ки усилителя (постоянная составляющая напряжения на выходе усилителя равна половине напряжения питания) обусло злена равенством третьего и четвертого резисторов 6/(R6) и 7/(Ч7), причем Й6 и R7 много больше входного сопротивления управляющего транзистора 3. Стабильность усиления по температуре и, как следствие, точность изме рения динамического сигнала увеличены также за счет того, что на входе усилителя отсутствует разделительный конденсатор, токи утечки которого . зависят от температуры и вносят дополнительную погрешность при измере 4Усилитель обладает усилением в полосе частот оо (Jiic (по уропню 3 дБ, ), т.е. с помощью выбора номинала первого конденсатора 9 можно формировать полосу усиления в области низких частот. Подключением второго конденсатора 10/(G.10) параллельному третьему резистору 6/(Q6) можно формировать полосу пропускания в области верхних частот. Таким образом, усилитель может обладать коэффициентом усиления в заданной полосе частот. Возможность усиления сигналов в широком диапазоне частот (от сотых долей герца до мегагерц) обуславливает использование усилителя во многих областях. Малое потребление тока, небольшое количество радиодеталей определяют надежность усилителя и возможность использования его в автонмоных системах длительного действия. Возможность формирования заданной полосы усиления позволяет использовать предлагаемый усилитель в системах обнаружения, поскольку усилитель обладая свойствами фильтра, позволяет выделить сигнал на фоне помех. Усилитель обладает термостабильностью и не чувствителен к изменению напряжения питания.

УСИЛИТЕЛЬ, содержатций выходной транзистор и транзистор динамической нагрузки, имеющие разную структуру, включенные по схеме с общим эмиттером, с соответственно первым и вторым резисторами в змиттерных цепях, коллекторы которых объединены и являются выходом услителя, при этом база выходного транзистора через третий резистор подключена к t т первой шине источника питания, соединенной с общей шиной, а база транзистора динамической нагрузки через параллельно соединенные четвертый резистор и первый конденсатор - .к второй шине источника питания, а также управляющий транзистор, первый выходной злектрод которого соединен с базой транзистора динамической нагрузки, второй конденсатор и пятый .резистор, отличающийся тем, что, с целью расширения полосы пропускания в область инфранизких частот и повышения стабильности, управляющий транзистор вьтолнен полег вым, его управляющий вход является входом усилителя и через пятый реО) зистор соединен с первой шиной источника питания, а второй выходной электрод - с базой выходного транзистора и Через второй конденсатор с первой шиной источника питания. tniat. 9fZ о д VI Лм -О ff (/ч/т