Управляемый источник тока Советский патент 1992 года по МПК G05F1/625 

Р © j № Ui L ML-ff-J Т I

т-° I

-tl)

-tl)

Шг1

Изобретение относится к электротехнике, аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для формирования импульсов тока в нагрузке, преобразва- ния напряжения в ток в широком диапазоне частот, а также в качестве источника тока, нагруженного на согласованный коаксиальный кабель в системах передачи информации.

Известен управляемый источник тока, который имеет малую полосу рабочих частот.

Наиболее близким к предлагаемому является источник тока, содержащий первый и второй транзисторные регулирующие кас- кады, измерительный резистор и усилитель сигнала рассогласования, причем базовые цепи транзисторных регулирующих каскадов соединены с выходом усилителя сигнала рассогласования, сигнальный вход которого соединен с первым выводом изме- рительного резистора и коллекторной цепью первого транзисторного регулирующего каскада, коллекторная цепь второго транзисторного регулирующего каскада со- единена с выходным выводом для подключения заземленной нагрузки, опорный вход усилителя сигнала рассогласования и второй вывод измерительного резистора соединены с входными выводами для подключения заземленного источника управляющего напряжения.

Однако известный источник напряжения имеет малый диапазон рабочих частот.

Цель изобретения - расширение частот- ного диапазона и функциональных возможностей источника тока.

Поставленная цель достигается тем, что в управляемый источник тока, содержащий первый и второй транзисторные регулирую- щие каскады, измерительный резистор и усилитель сигнала рассогласования, причем базовые цепи транзисторных регулирующих каскадов соединены с выходом усилителя сигнала рассогласования, сигнальный вход которого соединен с первым выводом измерительного резистора и коллекторной цепью первого транзисторного регулирующего каскада, коллекторная цзпь второго транзисторного регулирующего каскада соединена с выходным выводом для подключения заземленной нагрузки, опорный вход усилителя сигнала рассогласования и второй вывод измерительного резистора - с входными выводами для под- ключения заземленного источника управляющего напряжения, введен транзисторный согласующий каскад, а усилитель сигнала рассогласования выполнен дифференциальным с двумя выходами, причем второй

выход дифференциального усилителя сигнала рассогласования соединен с базовой цепью транзисторного регулирующего каскада, коллекторная цепь которого соединена с шиной питания, а эмиттерная цепь - с эмиттерными цепями первого и второго транзисторных регулирующих каскадов, а также третий и четвертый транзисторные регулирующие каскады, второй дифференциальный усилитель сигнала рассогласования с двумя выходами, вторым транзисторным согласующим каскадом, вторым измерительным резистором, причем первый и второй выходы второго дифференциального усилителя соединены соответственно с базовыми цепями третьего и четвертого транзисторных регулирующих каскадов и с базовой цепью транзисторного согласующего каскада, эмиттерные цепи третьего и четвертого транзисторных регулирующих и согласующего каскадов объеди- нены между собой, коллекторная цепь транзисторного согласующего каскада соединена с шиной питания, коллекторная цепь третьего транзисторного регулирующего каскада - с сигнальным входом второго дифференциального усилителя сигнала рассогласования и первым выводом второго измерительного резистора, коллекторная цепь четвертого транзисторного регулирующего каскада соединена с выходным выводом, опорные входы первого и второго дифференциальных усилителей сигнала рассогласования объединены между собой, вторые выводы первого и второго измерительных резисторов объединены между собой.

На фиг.1 приведена схема управляемого источника тока; на фиг.2 - то же, другое исполнение.

Управляемый источник тока (фиг.1) содержит первый 1 и второй 2 транзисторные регулирующие каскады, усилитель 3 рассогласования, г.лполненный по схеме диффе- ренциально/о усилителя на транзисторах 4, 5 с резисто ли нагрузки 6, 7, цепью 8 коррекции ч&стотной характеристики, первым 9 и вторым 10 выходами, сигнальным входом 11., опорным входом 12, транзисторный согласующий каскад 13, контакт 14 для подключения нагрузки, измерительный резистор 15.

Управляемый источник тока (фиг.2) содержит первый 1 и второй 2 транзисторные регулирующие каскады, усилитель 3 рассогласования, выполненный по схеме дифференциального усилителя на транзисторах 4,5 с первым 9 и вторым 10 выходами, сигнальным входом 11 опорным входом 12, первый транзисторный согласующий каскад 13, К контактов 14 для подключения нагрузки, первый 15, второй 16, третий 17 измерительные резисторы, третий 18 и К четвертых 19 транзисторных регулирующих каскадов, второй дифференциальный усилитель 20 сигнала рассогласования с сигнальным.входом 21, опорным входом 22, второй транзисторный согласующий каскад 23.

Источник тока (фиг.1) работает следую- щим образом.

Пусть, например, на опорный вход 12 подается напряжение положительной полярности. При этом увеличивается разность напряжений между выходами 9,10 диффе- ренциалього усилителя. Это приводит к увеличению тока транзисторного согласующего каскада. Этот ток перераспределяется между транзисторами транзисторных регулирующих каскадов 1, 2, на выходе которых будут соответственно токи Ii иЪ. Коллекторный ток первого транзисторного регулирующего каскада Xi протекает через резистор 15. вызывая увеличение падения напряжения на нем, которое будет увеличиваться до тех пор, пока напряжение на входе 11 не станет равным напряжению на входе 12. При этом токТ.1 будет пропорционален входному напряжению. Транзисторные регулирующие каскады 1, 2 выполняют функцию расщепителя тока. При этом коэффициент пропорциональности выходных токов транзисторных регулирующих каскадов определяется отношением резисторов в их эмиттерных цепях (фиг.1) или площадей их эмиттеров при выполнении их в интегральном исполнении.

При этом через контакт 14 и нагрузку будет протекать ток 12, пропорциональный току Ii и входному напряжению между вхо- дами управляемого источника тока. При подаче на вход управляемого источника тока напряжения, меньшего нуля, между выходами дифференциального усилителя напряжение уменьшается, что приводит к уменьшению токов ti и i до нуля.

Здесь необходимо отметить, что первый транзисторный регулирующий каскад 1 совместно с транзисторным согласующим каскадом 13 выполняет функцию второго каскада усилителя. Такое построение управляемого источника тока позволяет обеспечить значительное петлевое усиление при обеспечении высокой устойчивости в области высоких частот, что позволяет существенно расширить частотный диапазон.

Источник тока (фиг.2) обеспечивает формирование двухполярного тока в нагрузке. Работа источника по фиг.2 полностью аналогична работе источника по фиг,1. Отличием является выполнение источника тока по фиг,2 на транзисторах противоположного типа проводимости по сравнению с источником по фиг.1. При этом при входном напряжении положительной полярности ток нагрузки обеспечивает верхняя половина источника, а при входном напряжении отрицательной полярности - нижняя половина источника. Работа нижней половины источника аналогична работе верхней половины источника. Следует отметить, что резисторы 15,16 необходимы для уменьшения сквозных токов через выходные каскады источника тока, которые могут быть обусловлены разностью напряжений -смещений входных каскадов нижнего и верхнего плеча. При использовании управляемого источника тока (фиг.2) возможно получить К токов, пропорциональных входному напряжению в К нагрузках. ,

Объединение выходов 14.1 - 14.К позволяет существенно увеличить допустимый выходной ток, что позволяет использовать управляемый источник тока в качестве кабельного усилителя. При этом в качестве нагрузки используется согласованный по выходам коаксиальный кабель. Это дает возможность использовать предлагаемый управляемый источник тока для усиления аналоговых сигналов и последующей передачи их через коаксиальный кабель. Высокое выходное сопротивление источника позволяет обеспечить суммирование токов с выходов нескольких управляемых источников токов, например в магистральном режиме их включения, когда к кабелю по его длине подключено несколько управляемых источников тока.

Формула изобретения 1. Управляемый источник тока, содержащий первый и второй транзисторные регулирующие каскады, измерительный резистор и усилитель сигнала рассогласования, причем базовые цепи транзисторных регулирующих каскадов соединены с выходом усилителя сигнала рассогласования, сигнальный вход которого соединен с первым выводом измерительного резистора и коллекторной цепью первого транзисторного регулирующего каскада, коллекторная цепь второго транзисторного регулирующего каскада соединена с выходным выводом для подключения заземленной нагрузки, опорный вход усилителя сигнала рассогласования и второй вывод измерительного резистора соединены с входными выводами для подключения заземленного источника управляющего напряжения, о т личающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона, в него введен транзисторный согласующий каскад, а усилитель сигнала рассогласования выполнен дифференциальным с двумя выходами, причем второй выход дифференциального усилителя сигнала рассогласования соединен с базовой цепью транзисторного регулирующего каскада, коллекторная цепь которого соединена с шиной питания, а эмиттерная цепь соединена с эмиттерными цепями первого и второго транзисторных регулирующих каскадов.

2. Источник по п.1, отличающий- с я тем, что он дополнен третьим и четвертым транзисторными регулирующими каскадами, вторым дифференциальным усилителем сигнала рассогласования с двумя выходами, вторым транзисторным согласующим каскадом, вторым измерительным резистором, причем первый и второй выходы второго дифференциального усилителя

соединены соответственно с базовыми цепями третьего и четвертого транзисторных регулирующих каскадов и с базовой цепью транзисторного согласующего каскада,

эмиттерные цепи третьего и четвертого транзисторных регулирующих и согласующего каскадов объединены между собой, коллекторная цепь транзисторного согласующего каскада соединена с шиной питания,

коллекторная цепь третьего транзисторного регулирующего каскада соединена с сигнальным входом второго дифференциального усилителя сигнала рассогласования и первым выводом второго измерительного

резистора, коллекторая цепь четвертого транзисторного регулирующего каскада соединена с выходным выводом, опорные входы первого и второго дифференциальных усилителей сигнала рассогласования

объединены между собой, вторые выводы первого и второго измерительных резисторов объединены между собой.

L.

-Ј/

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в измерительных устройствах. Цель - расширение частотного диапазона работы управляемого источника тока. Устройство содержит опорный (на транзисторе б и резисторе 7) и выходной (на транзисторе 8 и резисторе 9) регулирующие каскады, измерительный резистор 11 в цепи коллектора транзистора 6, усилитель сигнала рассогласования, управляющими входами соединенный с измерительным резистором 11 и шиной управляющего напряжения, а выходом - с базами транзисторов 6 и 8. Выполнение усилителя сигнала рассогласования дифференциальным с двумя выходами и подключение второго вхыода к базе транзистора 10 введенного согласующего каскада, эмиттерная цепь которого соединена с эмиттерными цепями транзисторов 6 и 8, а коллекторная цепь - с шиной питания, позволяет обеспечить более высокое быстродействие устройства и тем самым расширить частотный диапазон работы управляемого источника тока. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. Ё

0иг.2