Регулируемый усилитель Советский патент 1975 года по МПК H03G3/20 

1

Изобретение относится к области радиотехники и, в частности, может быть использовано в усилителях высокой частоты радиоприемных устройств.

Известны регулируемые транзисторные усилители, включающие в себя элементы с неременным сопротивлением, например, диоды, которые подключены по переменному току параллельно нагрузочным резисторам.

Недостатком подобных усилителей является ограниченный динамический диапазон входного сигнала, носкольку при подаче на вход усилителя сигнала большого уровня он неизбежно ограничивается из-за особенностей входных характеристик транзисторов. При использовании подобных транзисторных усилителей в усилителях высокой частоты радиоприемных устройств для неискаженной передачи сигналов большого уровня перед радиоприемным устройством приходится включать аттенюатор, что неизбежно приводит к увеличению коэффициента шума и, как следствие этого, ведет к снижению чувствительности радиоприемных устройств.

С целью расширения динамического диапазона при сохранении максимальной чувствительности транзисторного усилителя точка соединения разделительного конденсатора и шунтирующего диода коллекторной цепи через дополнительный диод, а аналогичная точка

эмиттернои цепи через резистор соединены с выходом устройства.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

5 Источник входного сигнала 1 подключен к базе транзистора 2, в эмиттерную цепь которого включен резистор 3, а в коллекторную цепь - резистор 4. Параллельно эмиттерному резистору 3 через разделительный конденсатор 5 подключен шунтирующий диод 6, последовательно с которым включены дополнительный .резистор 7, дополнительный диод 8, шунтирующий диод 9 и резистор Ш, соединенные с коллектором транзистора 2 посредством раздельного конденсатора П. Общая точка дополнительных резистора 7 и диода 8 через разделительный конденсатор 12 соединена с выходом усилителя, к которому подключено сопротивление нагрузки 13. Источник управляющего напряжения подключен к клеммам 14 и 15, соединенным с аподами шунтирующих диодов 6 и 9, причем «минус источника управляющего напряжения соединен с общей шиной.

5 Регулируемый усилптель работает следующим образом.

Входной сигнал поступает на базу транзистора 2. При усилении слабых сигналов «плюс управляющего напрял ения приклады0 вается к клемме 14, а «минус - к клемме 15.

При этом по цепочке, состоящей из последовательно включеппых диода 6 резистора 7, диода 8 и резистора 10 течет ток, в результате чего дифференциальное сопротивление открытых диодов 6 и 8 окажется небольшим. Диод 6 подключен по переменному току параллельно эмиттерному резистору 3. Если дифференциальное сопротивление открытого диода намного меньше сопротивления эмиттерного резистора 3, то величина отрицательной обратной связи по переменному току усилителя определяется дифференциальным сопротивлением открытого диода 6, которое при достаточной величине управляющего напряжения может иметь малое значение. Падение напряжения на резисторе 11 запирает диод 9, включенный, как и резистор 10, по переменному току параллельно коллекторному резистору 4.

Таким образом, по переменному току нагрузкой усилителя являются параллельно включенные резисторы 4, 10, дифференциальное сопротивление диода 9 и нагрузка 13.

Поскольку дифференциальное сопротивление запертого диода 9 велико, оно не оказывает никакого влияния на суммарную нагрузку усилителя. Если выбрать сопротивление резистора 10 много больше сопротивления коллекторного резистора 4, то суммарная нагрузка усилителя, как обычно, для схемы с общим эмиттером будет определяться коллекторным резистором 4 и нагрузочным сопротивлением 13. Если дифференциальное сопротивление открытого диода 8 много меньше сопротивления нагрузки 13, то входной сигнал после усиления транзистором 2, включенным но схеме с общим эмиттером, практически без ослабления будет выделяться на выходе усилительного каскада.

Если на базу транзистора 2 будет поступать входной сигнал большого уровня, то «плюс управляющего напряжения прикладывается к клемме 15, а «минус - к клемме 14. При этом ток потечет по цепи, состоящей из последовательно включенных диода 9 и резистора 10. Падение напряжения на резисторе 10 запрет диоды 6 и 8. Малое дифференциальное сопротивление открытого диода 9 зашунтирует коллекторный резистор 4, а большое дифференциальное сопротивление запертого диода 8 отсечет остаточное напряжение на коллекторе от нагрузки 13. Дифференциальное сопротивление запертого диода 6 намного выше сопротивления эмиттерного резистора 3. Таким образом, транзистор 2 оказывается включенным по схеме с общим коллектором. Входной сигнал выделяется на эмиттерном резисторе 3 и через дополнительный резистор 7 и разделительный конденсатор 12 выделяется

на выходе усилительного каскада. Если величина резистора 7 много больше величины сопротивления нагрузки 13, то происходит дополнительное ослабление входного сигнала, пропорциональное отношению величины резистора 7 к сопротивлению нагрузки 13. Следовательно, при усилении слабых сигналов предлагаемый усилитель оказывается включенным по схеме с общим эмиттером, что позволяет реализовать большой коэффициент усиления

и обеспечить максимальную чувствительность радиоприемных устройств. При подаче на вход усилителя сигнала большого уровня под влиянием управляющего напряжения схема с общим эмиттером трансформируется в схему с

общим коллектором, обеспечивающую неискаженную передачу значительных по величине напряжений с одновременным ослаблением входных сигналов. Кроме того, при этом уменьшается опасность пробоя транзистора

из-за большого напряжения, приложенного к его базе.

Предмет изобретения

Регулируемый усилитель на транзисторе, включенном по схеме с разделенной нагрузкой, содержащий подключенные к нагрузочным резисторам через разделительные конденсаторы шунтирующие диоды, вторые электроды которых через разделительные конденсаторы соединены с общей шиной и непосредственно с источником противофазного управляющего налряжения, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического

диапазона при сохранении максимальной чувствительности, точка соединения разделительного конденсатора и шунтирующего диода коллекторной цепи через дополнительный диод, а аналогичная точка эмиттерной цепи через резистор соединены с выходом устройства.

-я

Ф и

J

/

+ (-)