ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ Советский патент 1968 года по МПК H03F3/26 H03F1/30 

Изоб ретение относится к транзисторным усилителям с гальванической межкаскадной связью (ГМС), предназначенным для работы в точных системах автоматического регулирования (например для систем поддержания соотношения скоростей секций быстроходных бумаго- и картоноделательных машин).

Важнейшей качественной характеристикой усилителя с ГМС является его стабильность, оцениваемая по величине температурной и временной составляющих дрейфа напряжения, приведенного ко входу. Высокостабильным усилителем считается такой, у которого при конечном значении коэффициента усиления полезного сигнала величины отклонения (дрейф) тока в нагрузке усилителя во времени и в рабочем диапазоне температур близки к нулю.

Известны усилители, в которых для улучшения температурной стабильности используются нелинейные элементы (диоды, стабилитроны). Недостаток подобных усилителей заключается в относительно большой величине их дрейфа и в повышенной чувствительности к замене транзисторов.

Для уменьшения дрейфа усилителя и улучшения его температурной компенсации эмиттер транзистора регулирующего каскада одновременно подключен через резистор к земле и через стабилитрон к плюсу источника питания, а его база подключена к точке соединения трех резисторов, два из которых включены последовательно в цепь эмиттера второго балансного каскада, а третий - в минус источника питания.

На чертеже представлена схема предлагаемого дифференциального двухкаскадного усилителя с регулирующим транзистором.

В цепь эмиттера регулирующего транзистора 1 устанавливается стабилитрон 2, подбираемый для конкретных вариантов усилителей с определенной величиной температурного коэффициента напряжения. Включение стабилитрона позволяет при прочих равных услоВИЯХ значительно увеличить результирующий коэффициент усиления по току в контуре токостабилизирующей отрицательной обратной связи. Благодаря увеличению результирующего коэффициента усиления снижается временная составляющая дрейфа и уменьшается чувствительность схемы к изменению параметров транзисторов и величин пассивных элементов обоих усилительных каскадов. Стабилитрон подбирается либо для полной

компенсации температурных изменений напряжения перехода база - эмиттер регулирующего транзистора (в схемах двухкаскадных усилителей), либо для компенсации составляющей дрейфа оконечного каскада, литрехкаскадных усилителей). Следствием этого является минимальная величина температурной составляющей дрейфа усилителя в целом.

Резистор 3 необходим для изменения температурного коэффициента напряжения (ТКН) стабилитрона. Если же ТКН стабилитрона изменяется относительно мало при изменении тока стабилизации, то с помощью резистора 4 можно изменять в щироких пределах суммарное сопротивление схемы сравнения (за счет резистора 5 делителя 4-5).

Таким образом, назначением совокупности элементов - стабилитрона 2 и резисторов 3 н 4 - является изменение в желаемом направлении наклона кривых выходного тока (напряжения) в зависимости от температуры. Необходимость такой регулировки обусловлена стремлением обеспечить минимальную величину температурной составляющей дрейфа тока (напряжения) в нагрузке усилителя при достаточно большом технологическом разбросе параметров транзисторов оконечного каскада, при возмол ;ном разбросе температурных коэффициентов регулирующего транзистора и стабилитрона или при наличии дифференциальиой нестабильности параллельнобалансных каскадов.

Предмет изобретения

Дифференциальный усилитель, содержащий два гальванически связанных параллельнобалансных каскада и регулирующий каскад, отличающийся тем, что, с целью уменьшения дрейфа усилителя и улучшения его температурной компенсации, эмиттер транзистора регулирующего каскада одновременно подключен через резистор к земле и через стабилитрон к плюсу источника .питания, а его база подключена к точке соединения трех резисторов, два из которых включены последовательно в цепь эмиттера второго балансного каскада, а третий - в минус источника питания.