ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ Советский патент 1973 года по МПК H03F3/34 

1

Изобретение относится к радиотехническим устройствам, а также может быть использовано в счетно-вычислительной и измерительной технике, в автоматике и телемеханике, там где необходимы высокий коэффициент подавления синфазной помехи, помехоустойчивость по цепям питания и высокая стабильность.

Известные операционные усилители, выполненные с дифференциальными каскадами на входе и стабилизацией режима с помощью стабилизатора тока обладают недостаточной помехоустойчивостью и высоким уровнем дрейфа нуля.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков.

Поставленная цель достигается тем, что параллельно входам каскада смещения уровня усилителя введен дополнительный аналогичный каскад смещения уровня, а в цепи эмиттеров транзисторов входного дифференциального каскада введена дополнительная динамическая на1пруз1ка, эмиттеры транзисторов которой через соответствующие резисторы соединены с шиной источника питания. Между базами транзисторов нагрузки и коллекторами транзисторов дополнительного каскада смещения уровня включен термостабилизирующий каскад, выполненный, наприь мер, из последовательно соединенных по постоянному току двух транзисторов разного типа проводимости, диода и резистора.

Схема предлагаемого операционного усилителя изображена на чертеже. Операционный усилитель состоит из входных эмиттерных повторителей на транзисторах 1, 2 дифференциального каскада, транзисторы 3, 4 которого включены по схеме с общей базой.

Динамической нагрузкой тр:анзисторов 3, 4 являются источники постоянного тока на транзисторах 5 и &. К коллектору транзистора 5 присоединен эмиттерный повторитель на транзисторе 7. К соединенным между собой

коллекторам транзисторов /, 2 присоединен диод 8, обеспечивающий термокомпенсацию каскадов смещения уровня, выполненных на транзисторах 9, 10 и 11, 12, уменьшающих скорость изменения напряжения смещения

нуля при изменении напряжения источника питания.

В точку соединения эмиттеров транзисторов / и 3, 2 и 4 присоединены коллекторы симметричной пары транзисторов 13, 14, являющихся одновременно усилителями общего сигнала и источниками постоянного тока.

К соединенным между собой базам транзисторов 13, 14 присоединен выход термостабилизирующего каскада (усилителя-инвертора),

выполненного на транзисторах 15, 16. База

транзистора 16 заземлена, при этом переходы база-эмиттер транзисторов 15, 16 через небольшое сопротивление источника сигнала оказываются соединенными ла-раллельно переходам эмйттер-база транзисторов 1, 3 ,4.

База транзисторов 13, 14 через допалнительный диод 17, включенный в прямом направлении и резистор 18, соединены с шиной истач1НИ1ка 1Пита|ния. Диод 17 и резистор 18 являются нагрузкой для транзисторов 15, 16 и одновременно термостабилизируюш,ей цепочкой для транзисторов 13, 14.

База транзистора 15 соединена с коллекторной цепью транзисторов //, 12. Базы транзисторов 3, 4, соединенные между собой, подключены к коллекторам транзисторов 9, 10.

К коллектору транзистора 6 подключен вход усилителя мош,ности 19, а к базам транзисторов 10, 12, соединенным между собой, - стабилизатор тока 20. Эмиттеры транзисторов 13, 5, 7, 6, 14, 10, 12 через резисторы 21-27 соответственно подключены к шине источника питания.

Работает предлагаемое устройство следующим образом.

Помеха общего сигнала, возникщая на базах транзисторов , трижды проинвертировавшись сначала на-коллекторах транзисторов // и 15, поступает на базу транзисторов 13 и 14, с коллекторов которых, изменив фазу на 180°, поступает на эмиттеры транзисторов /, 3, 2, 4 и создает на них напряжение обратной связи, препятствующей усилению помехи общего сигнала. Вследствие этого два разных по фазе сигнала помехи компенсируются на коллекторе транзистора 6 и на в-ход усилителя мощности 19 поступает сигнал помехи почти полностью подавленный.

Кроме того, за счет действия отрицательной обратной связи улучшается помехоустойчивость по питанию.

Так, при увеличении рассогласования между базами транзисторов /, 2 и изм-енением н апряжения источника питания между одной

из этих баз и базой транзистора 16 возникает дифференциальная составляющая. При этом возникает дифференциальная составляющ ая « между б-азами транзисторов 5, 4 и базой транзистора 15. За счет действия обратной связи возникающий сигнал приводит сигнал рассогласования на входах к минимуму.

Предмет изобретения

Операционный усилитель, содержащий входной дифференциальный каскад, транзисторы которого включены по схеме с общим коллектором с динамической нагрузкой, в

цепях коллекторов транзисторов включены генераторы тока, каскад смещения уровня, выполненный на транзисторах разного типа проводимости и включенных последовательно по постоянному току, причем баз,а транзистора типа р-п-р подключена к коллекторам транзисторов дифференциального каскада, а база другого - к стабилизатору тока, при этом .коллекторы транзисторов каскада смещения уровня подключены к базам транзисторов динамической нагрузки, а к коллектору одного из транзисторов динамической нагрузки подключен усилитель мощности, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и уменьшения дрейфа нуля,

параллельно входам каскада смещения уровня введен дополнительный аналогичный каскад смещения уровня, а в цепи эмиттеров транзисторов входного дифференциального .каскада введена дополнительная динам.ичеекая нагрузка, эмиттеры транзисторов которой через соответствующие резисторы соединены с щиной источника литания, причем между базам.и транзисторов нагрузки и коллекторами транзисторов донолнительного каскада смещения уровня включен термостабилизирующий каскад, вьгаолненньш, например,, из последовательно соединенных по посто-я-нному току двух транзисторов разного типа проводимости, диода и резистора.

Bxodi

Выход