Дифференциальный усилитель Советский патент 1986 года по МПК H03F3/45 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике, может быть использовано в осциллографических устройствах, цифровых вольтметрах и приборах ядерной электроники и является усовершенствованием дифференциального усилителя (ДУ) по авт. св. № 1030953.

Цель изобретения - увеличение динамического диапазона выходного сигнала при сохранении полосы пропускания.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема ДУ.

Дифференциальный усилитель содержит входной дифференциальный каскад на транзисторах 1 и 1, включенных по схеме с общим эмиттером, выходные транзисто ры 2 и 2, включенные по схеме с базой, дополнительные транзисторы 3 и 3, первые резисторы 4 и 4, вторые резисторы 5 и 5, дополнительные резисторы 6 и б , конденсаторы 7 и 7, генератор 8 тока, источник 9 питания, дополнительные генераторы 10 и 10 тока.

Дифференциальный усилитель работает следующим образом.

На симметричный вход входного дифференциального каскада на транзисторах 1 и Г воздействуют входные сигналы противоположной полярности. В каждом плече дифференциального усилителя возникает изменение коллекторного тока Д/i (Л/9. которое вызывает изменение падения напряжения на дополнительном резисторе 6 (6), что, в свою очередь, вызывает приращение в одном плече и уменьшение в другом эмиттер- ного тока выходного транзистора 2 (2) Л/2 (Л/з), которое направлено встречно токам Л/1 (Л/1) и проходит через первый резистор 4 (4) к дополнительный транзистор 3 (3). Исходя из того, что потенциалы базы дополнительного транзистора 3 (3) и эмиттера выходного транзистора 2 (2) практически постоянны,

, , MJKe, ж

ЛУй4 (Л/|-Л/2)

и, следовательно, коэффициент усиления усилителя тока, содержащего дополнительный транзистор 3 (3), первый резистор 4 (4) и дополнительный резистор 6 (6) составляет

/(,(Л/,-А/2)/Л/, .

Коэффициент усиления по напряжению дифференциального усилителя

Ki RiRb/r,

где гэ УтУ/о - эмиттерное сопротивление транзистора (); ( мВ (при ГжЗОО К) - температурный потенциал.

Для увеличения выходного уровня ДУ при заданных значениях напряжения источВНИИПИ Заказ 4833/54Тираж 816Полпиское

Фк.лиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

ника питания и полосы пропускания выбирают величину статического тока транзисторов 1 (Г) из соотношения

loKiR , Ек/2,

где Ех - напряжение источника 9 питания коллекторных цепей выходных транзисторов 2 (2). Указанное условие обеспечивает отсутствие искажений, обусловленных тепловой инерционностью транзисторов. Исходя из необходимости полной (100%-ной) модуляции статического тока устанавливают значение коллекторного тока дополнительного транзистора З(З )

/1 /о(/(,-+2),

где коэффициент 2 учитывает падение напряжения на первом резисторе 4 (4) за счет тока /о непосредственно транзистора 1 (И) и инвертированного дополнительным транзистором 3 (3) значения тока /о.

В то же время часть статического тока /2, равного разности токов через первый резистор 4 (4), т. е. /o-f/i, и через второй резистор 5 (5), т. е. loKt. отводится в дополнительный генератор 10 (10) тока. Величина этого тока

/2 /о + /о (/(,+2) - loKi 3/п, а ток, протекающий через второй резистор 5 (5), составляет /о/С,. Следовательно, при заданном напряжении источника питания коэффициент его использования достигает 100%, т. е. величина размаха выходного сигнала также достигает значения /о/(,. При этом полоса пропускания дифференциального усилителя по сравнению с известным устройством останется неизменной, поскольку величина второго резистора 5 (5) остается неизменной, а токи /о и /i обеспечивают достаточное быстродействие транзисторов и схемы в целом.

Таким образом, размах выходного сигнала дифференциального усилителя равен величине напряжения источника питания, в результате чего выигрыш динамического диапазона выходных сигналов состав.чяет S 1,6-2, т. е. 4-6 дБ.

45

Формула изобретения

Дифференциальный усилитель по авт. св. № 1030953, отличающийся тем, что, с целью увеличения динамического диапазона выходного сигнала при сохранении полосы пропускания, между соответствующей шиной источника питания и эмиттером выходного транзистора каждого плеча дифференциального усилителя введен соответствующий дополнительный генератор тока.

Изобретение относится к радиоизме- рнтельной технике. По отношению к авт. св. № 1030953 увеличивается динамический диапазон вы.ходного сигнала при сохранении полосы пропускания. Диф. усилитель содержит входной диф. каскад на транзисторах (Т) 1 и Г, включенных по схеме с общим эмиттером, выходные Т 2 и 2, включенные по схеме с общей базой, Т 3 и 3, резисторы 4 и 4, 5 и 5, 6 и 6, конденсаторы 7 и Т, г-ры 8, 10 и 10 тока и источник питания (ИП) 9. При заданном напряжении ИП 9 коэф. его использования достигает 100%; т. е. величины размаха выходного сигнала достигает значения тока, протекающего через резисторы 5 и 5. Цель достигается введением г-ров 10 и 10 тока. 1 ил.