Двухтактный усилитель Советский патент 1984 года по МПК H03F3/26 

Изобретение относится к усилителям низких частот с высокой степень стабильности характеристик и низким уровнем искажений, которые могут быть выполнены как на дискретных компонентах, так и в интегральном исполнении. Известен двухтактный усилитель, содержащий первый ивторой вхрдные усилители, одним из входов соединенные с точкой по 1ключения входного сигнала, двухтактную оконечную ступень на транзисторах одного типа проводимости, вход каждого пле ча которой соединен с выходом соот- ветствугощего входного усилителя, а выход - с нагрузкой, регулирующий ,усилитель, входы которого соединены с источником опорного сигнала и с резистором, зашунтированным дио- . дом и включенным в коллекторную цеп плеча соответственно, а выход через фильтр нижних частот с вторым входом второго входного усилителя Недостатками усилителя является отйоситепьно большое количество схемных элементов из-за наличия регулирующего усилителя, недостаточна стабильность начального тока ввиду нестабильности источника опорного сигнала и несовершенства устройства сравнения регулирующего усилителя, зависимость величины начального тока от уровня усиливаемых сигналов, связанная с нелинейностью сигнала обратной связи и непостоянством величин постоянных времени заряда и разряда конденсатора фильтра нижних частот, временная зависимость изменений начального тока при быстрых изменениях уровня усиливаемых сигналов, что вызывает появление не линейных искажений усиливаемых сигналов и появление переходных процес сов в нагрузке, переходный процесс в нагрузке при включении усилителя, что вызывается задержкой появления коллекторного тока выходного транзи тора регулируемого плеча. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является дву тактный усилитель, содержащий в каж дом из плеч входной суммирующий кас кад, первый из входов которого является входом двухтактного усилителя, а выход соединен с входом выходного каскада, и резистивный дат9чик тока, один из выводов которого подключен через НС-фильтр нижних частот к второму входу входного суммирующего каскада, причем параллельно резистору ЕС-фильтра нижних частот включен.обратно смещенный диод 2 . Недостатками известного двухтактного усилителя являются переходные процессы в нагрузке, нестабильность начального тока транзисторрв выходного каскада, зависимость начального тока от уровня сигнала, и, как следствие, появление нелинейных ис ажений. Цель изобретения - уменьшение нелинейных искажений. С этой целью в двухтактном у/и- . лителе, содержащем в каждом из плеч входной суммирзпощий каскад, первый из входов которого является входом двухтактного усилителя, а выход соединен с входом выходного каскада, и резистивный датчик тока, один из выводов которого подключен через НС-(|«льтр нижних частот с второму входу входного суммирующего каскада, причем параллельно резистору RC-фильтра нижних частот включен обратно смещенный диод, один вывод резистивного датчика тока в каждом из плеч подключен к выходу выходного каскада, а другой вывод - к нагрузке, к второму входу входного сум|мирзтощего каскада подключен дополнительный источник тока. На чертеже приведена структурнопринципиальная схема двухтактного усилителя. Двухтактный усилитель содержит диоды 1 и 2, фильтры 3 и 4 нижних частот, входные суммирующие каскады 5 и 6, выходные каскады 7 и 8, резистивные датчики 9 и 10 тока, нагрузку 11 дополнительнь1е источники 12 и 13 тока и источники 14 и 15 питания. Двухтактный усилитель работает следующим образом. В момент включения конденсаторы фильтров 4 и 3, находившиеся ранее в полностью разряженном состоянии, начинают заряжаться от дополнительных источников 12 и 13 с постоянной времени, превышающей время установления напряжений на выходах источников 14 и . 15. В результате с той же постоянной времени на,вторые входы входных cyi мирующих каскадов 5 и 6 поступают токи смещения, что приводит к плавному нарастанию токов в коллекторных цепях транзисторов выходных каскадов 7 и 8, .при этом переходной процесс в нагрузке 11 практически отсутствует, В установившемся режиме напряжение на конденсаторе фильт 3 или 4 имеет неизменное значение, и разность про1ивоположных по знаку тока от дополнительного источника .12 или 13 и тока, пропорционального падению напряжения от выходного ток выходного каскада 7 или 8 на резисторном датчике 9 или 10 тока соответственно, равна входному току вто рЬго входа соответствующего входного суммирующего каскада, и ток в нагрузке 11 отсутствует. Влияние де стабилизирующих факторов, приводящее к изменению токов плеч или к появлению тока через нагрузку 11, вызывает изменение входных токов вторых входов входных суммирующих усилителей, и, в конечном итоге, восстанавливается первоначальное состояние, В данном режиме диоды 1 и 2 находятся в закрытом состоянии и не оказывают влияния на работу, При подаче на вход двухтактного усилителя сигнала переменного тока на нагрузке I1 появляется усиленное напряжение. На вход каждого фильтра 3 и 4 поступает асимметричный сигнал переменного тока при симметричной форме входного и выходного сигналов. Это связано с тем., что одна полуволна указанного сигнала предс.тавляет собой сумму напряжения на .нагрузке и увеличивающегося по отношению к начальному, напряжения на соответствующем резистивном датчике 9 или 10 тока,а вторая полуволна сумму, состоящую из такого же по ве личине напряжения на нагрузке, но противоположного знака, и напряжения на том же резистивном датчике тока, но уменьшающегося по отношению к напряжению на нем в отсутствие сигнала I, Вследствие этого пЬи отключенных диодах напряжения на конденсаторах фильтра 3 или 4 зависят от уровня усиливаемого сигнала и увеличиваются с, увеличением уровня, что приводит к уменьшению начальных токов плеч вплоть до появления-искажений на выходе типа ступенька при боль-: ших уровнях. Кроме того, сигналы малых уровней, следующие непосредственно после сигнала большого уровня, также искажены, так как напряжения на конденсаторах фильтра 3 или 4 и соответствующие им начальные токи плеч восстанавливаются с врвме- нем, определяемым постоянными времени фильтров, при этом при неодинаковом значении постоянных времени имеет место переходной процесс в нагрузке. Для исключения указанных отрицательных явлений введены диоды 1 и 2, Диоды находятся в проводящем состоянии во время действия полуволны, при которой напряжение на входе /кпьтра имеет меньшую .величину. Величина сопротивления диода выбрана : таким образом, что среднее значение тока разряда конденсатора фильтра оказывается равным значению, тока за- ряда, напряжение на конденсаторе фильтра оказывается неизменным, и начальное значение тока плеч практически не зависит от уровня усилиБаемого сигнала. При этом нелинейные искажения имеют минимальное значение, и в нагрузке отсутствует переходной процесс.

ДВУХТАКТЙЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий в каждом из плеч входной суммирующий каскад, первый из входов которого является входом двухтактного усилителя, а выход соединен с входом выходного каскада, и резистивный датчик тока, один из выводов которого подключен через ЕСфильтр нижних частот к второму входу входного суммирующего каскада, причем параллельно резистору ЕС-4ипьтра нижних частот включен обратно смещенный диод, отличающийся тем, что, с целью уменьшения нелинейных искажений, один вывод резистивного датчика тока в каждом из плеч подключен к выходу выходного каскада, а другой;вывод - к нагруз-V ке, к второму входу входного суммирующего каскада подключен дополнительный источник тока. : Од ®