Дифференциальный усилитель Советский патент 1983 года по МПК H03F3/45 

(5) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

Иаобретение относится к автомати-. ке и измерительной технике.

Известен дифференциальный усилитель с несимметричным входом, выполненный на первом и втором транзисторах, эмиттерные цепи которых .объединены и через первый генератор .тока подключены к отрицательной шине источни ка питания, база первого транзистора является входом дифференциального усилителя, коллектор подключен к положительной шине источника питания, коллектор второго транзистора соединен через второй генератор тока с положительной шиной источника питания, а также с базой третьего транзистора, включенного по схеме с обцим коллектором, эмиттер которого является выходом дифференциального усилителя и подключен через пер вую цепь обратной связи к базе второго транзистора, а также содержащий третий генератор - тока, один выВОД которого соединен с отрицательной шиной источника питания ClJ.

Известный дифференциальный усилитель позволяет получить кусочнолинейную характеристику, однако точность этой характеристики низкая. Цель изобретения - повышение точности кусочно-линейной характеристики.

Поставленная цель достигается тем,

10 что в дифференциальный усилитель введены И дополнительных транзисторов, коллекторы которых объединены и подключены к коллектору вт-орогчэ транзистора , а эмиттерь также объединены и

15 подключены к эмиттеру второго транзистора,(и-1 ) цепей обратной связи и резистивный делитель напряжения с(и-1) отводами, включенный между эмиттером третьего транзистора и дру20гим выводом третьего генератора тока, при этом база каждого из допол- . нительных транзисторов, кроме И-го, черйз соответствующую цепь обратной ... 398 связи подключена к одноименному вы i воду резистивного делителя напряжения, а база и-го дополнительного тра зистора соединена с другим выводом третьего генератора тока,, На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема предлагае мого дифференциального усилителя Си 3), на фиг. 2 - то .{е, И 1; на фиг. 3 aasHCMMOCTbUg jyOT l/g,j( при И 3; на фиг. 4 - то же, И 1 Дифференциальный усилитель при И 3.содержит первый 1, второй 2 и третий 3 транзисторы, первый 4, второй 5 и третий 6 генераторы тока, а также транзисторы , цепи 10-12 об ратной связи и резисторы . Дифференциальный усилитель работа ет следующим образом. В исходном состоянии при напряжении источника входного с/1гнала равно нулю первый 1 и второй 2 транзисторы открыты, напряжение на выходной клемме равно нулю. Транзисторы закрыты. При малом входном сигнале коэффициент передачи Кр дифференциального усилителя определяется соотношением резисторов в цепи 10 обратной связи. При увеличении входного сигнала до величины равной L/ 1. В1С К о -К где К - коэффициент передачи цепи 1 1 обратной связи транзистор 7 открывается, а транзистор 2 закрывается, что соответствует точке перегиба на фиг. 3- При этом путем перераспределения токов. задаваемых первым и вторым 5 генер торами тока, между открывающимся тра зистором 7 и закрывающимся транзистором 2 характеристика коэффициента передачи в точке перегиба максимально приближается к идеальной. При увеличении амплитуды напряжения входного сигнала ),иачинаег открываться транзистор 8 и запираться транзистор 7- На фиг. 3 это соответствует второй точке перегиба. При этом, IfiJMJ: l(4)JJftXi kl к - к. коэффициент передачи цепи обратной связи. Последующее изменение коэффициента передачи дифференциального усилит ля осуществляется при достижении ве4личины амплитуды, напряжения входного сигнала С/ву. l6( - - Uex-,K, К -I Таким, образом, каждый участок кусочно-линейной характеристики определяется своим коэффициентом передачи цепи обратной связи: первый - К, второй - К, третий четвертый - 1. При и дополнительных транзисторах и (и +1 ) участках характеристики и -T&TR-U&icv -a vi-i-J&yyi-- n-y t W 7 У(- Когда число введенных транзисторов , то изменение коэффициента передачи дифференциального усилителя на первом участке фиг. , необходимо изменить соотношение величин резисторов цепи обратной связи, а для изменения порогового напряжения f ожно изменить как резистор делителя, так и Tg источника 6 тока. Малая величина 1 нежелательна, так как в этом случае базовый ток дополнительного транзистора влияет на величину f/.. Таким образом, предлагаемая схема усилителя позволяет получить кусочно-линейну10 характеристику с (п+ +) с числом различных коэффициентов передачи, причем точность такой характеристики из-за определенного включения дополнительных транзисторов повышается, т.е. характеристика близка к идеальной. Кроме того, так как усилитель охвачен глубокой отрицательной обратной связью, то в отличие от прототипа он имеет более высокую стабильность и линейность коэффициента передачи. Формула изобретения Дифференциальный усилитель с несимметричным входом, выполненный на первом и втором транзисторах, эмиттерные цепи которых объединены и через первый генератор тока подключены к отрицательной шине источника питаний, база первого транзистора является входом дифференциального усилителя, коллектор подключен к положительной шине источника питания, коллектор второго транзистора соединен через второй генератор тока с положительной шиной источника питания, а также с базой третьего тра зистора, включенного по схеме с общим коллектором, эмиттер которого является выходом дифференциального усилителя и подключен через первую цепь обратной связи к базе второго транзистора, а также содержащий третий генератор тока, один вывод которого соединен с отрицательной шиной источника питания, о т л и ч а ю щ и и с я г тем, что, с целью повышения точности кусочно-линейной характеристики коэффициента передачи, введены R дополнительных транзисторов, коллекторы которых объединены и подключены к коллектору второго транзистора, а эмиттеры также объеди нены и подключены к эмиттеру второго транзистора, (п-1) цепей обратной связи и реэистивный де/ттель напряжения с (п-1) отводами, включенный между эмиттером третьего транзистора и другим выводом третьего генератора тока, при этом база каждого из дополнительных транзисторов, кроме п-го, через соответственную цепь обратной связи подключена к одноименному выводу резистивного делителя напряжения, а база п-го дополнительного транзистора соединена с другим выводом третьего генератора тока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Электроника, 1972, № 3, с. it6-50.

Фиг, 2

/v

/,