Усилительное устройство Советский патент 1985 года по МПК H03F1/10 

1200376

2. Устройство по п.I, о т л и ч а- ченное парафазно относительно первою щ е е с я тем, что в него введено го, причем вторые входные шины усивторое усилительное устройство, вклю-. лительных устройств соединены.

1. УСИЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее повторитель тока на биполярных транзисторах, первый вход которого соединен с выходом управляющего элемента, резистор, первый выиод которого соединен с первой обкладкой конденсатора, источник смечения, шины источника питания, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона выходных частот в сторону низких частот, в . него введены дифференциальный усили-. тель, выход которого соединен с управляющим входом управляющего -элемента, инвертирующий вход - с первой. обкладкой конденсатора, вторая обкладка которого соединена с неинвертирующим входом дифференциального усилителя и выходом источника смещения, включенного между шинами источника питания, второй вывод резистора соединен с первым выходом повторителя тока на биполярных тразисторах, второй и третий входы которого соединены соответственно с первой и втос/) рой входными шинами усилительного устройства.

Изобретение относится е импульсной технике и может быть использова но в измерительных устройствах как широкополосный согласующий элемент. Целью изобретения является расширение диапазона частот при работе с индуктивным датчиком путем сдвига вниз граничной частоты с помощью сни жения входного сопротивления устройства. На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства. Устройство содержит повторитель тока на биполярных транзисторах, пер вый вход которого соединен с выходом управляющего элемента 2, резистор 3 первый вывод которого соединен с nep вой обкладкой конденсатора 4, источник 5 смещения, шины 6 и 7 источника питания, дифференциальный усилитель 8, выход которого соединен с управляющим входом управляющего элемента 2, инвертирующий вход - с первой обкладкой конденсатора 4, вторая обкладка которого соединена с неинвертирующим входом дифференциального усилителя 8 и выходом источника 5 смещения, включенного между шинами 6 и 7 источника питания, второй вывод резистора 3 соединен с первым выходом повторителя 1 тока на биполярных транзисторах, а второй и третий входы которого соединены соответственно с первой 9 и второй 10 входными шинами усилительного устройства. Кроме того, устройство содержит второе усилительное устройство, вклю ченное парафазно относительно первого, причем вторые входные шины 10 усилительных устройств соединены. В несимметричном варианте работы усилительного устройства датчик 11I с разделительным конденсатором, соединенным последовательно, подключают к шинам 9 и 10. К выходу повторителя 1 и выходу (к общей шине) источника 5 подключают соответственно центральную жилу и оболочку коакси- ального кабеля измерительного прибора. В симметричном варианте работы усилительного устройства, состоящего из двух идентичных усилительных устройств, индуктивный датчик 11 непосредственно подключен к шине 9 обоих устройств, а их шины 10 соединены между собой. Выходы обоих устройств аналогично и независимо подключены каждьй к отдельному коаксиальному кабелю, причем оболочки этих кабелей объединяются на дифференциальном входе измерительного прибора. В несимметричном варианте устройство работает следующим образом. Напряжение, развиваемое на шине 9 относительно шины 10 током сигнала датчика, усиливается с повторением по фазе на выходе устройства, при этом между выходом и входом устройства, всего один переход проходного транзистора повторителя 1 тока. Напряжение с выхода отводится фильтром нижних частот (резистор 3 и конденсатор 4) на инвертирующий вход усилителя 8 и далее в той же фазе, минуя- усилитель В и управляющий элемент 2 попадает на базу проходного транзистора повторителя 1 тока. При обеспечении равенства амплитуд и фаз напряжений отфильтрованного и входного для частот сигнала ниже частоты среза фильтра нижних частот, посдение не проходят на выход устройства, поскольку для них переменное напряжение на эмиттерно-базовом переходе проходного транзистора повторителя тока близко к нулю. Из чего следует, что все сигналы с частотами Bbmie частоты среза фильтра нижних частот проходят на выход, остальные подавляются, поэтому целесообразно расположить частоту среза 31 фильтра не выше частоты среза, обусловленной компонентами импеданса входного контура с учетом компонент датчика. Минимальная величина напряжения смещения в выходном контуре усилительного устройства стабилизируется автоматически., поскольку частоты дрейфа режима покоя попадают в полосу действия фильтра нижних частот. Положение точки покоя на выходной характеристике проходного транзистора повторителя 1 тока относительно середины динамического диапа зона при номинальном напряжении источника питания обеспечивается установкой напряжения смещения источника 5. Для .обеспечения оптимального положения этой точки в диапазоне вариации напряжения питания используется резистор 12 в повторителе 1, а величина напряжения источника 5 реализуется делением этого напряжения с коэффициентом порядка 0,5. Для экономичного по потреблению снижения выходного импеданса источника 5 его выход на общую шину необходимо подключить,например,через двухкаскад ный симметричный повторитель напряже.ния на комплементарных транзисторах. 6Работа каждого из усилительных устройств при симметричном варианте подобна описанной вьппе, отличие только в том, что в дополнение функций несимметричного варианта, в симметричном минимизировано напряжение во входном контуре. Балансировка устройств по минимальному разбросу входных и выходных напряжений упрощается применением дифференциальных пар транзисторов с взаимными технологическими параметрами. Дополнительное упрощение достигается при едином интегральном исполнении совмещенных на одной подложке усилительных уст- ройств. Простейшая реализация дифференциального усилителя 8 выполняется на ;дифференциальном каскаде из комплементарных униполярного и биполярного транзисторов. При этом разность напряжений смещения полевых транзисторов двух усилителей нейтрализует- ся вспомогательными исто никами тока на полевых транзисторах дополнительных по проводимости к полевымi транзисторам дифференциального усилителя устройства. ;