Интегральный усилитель для стереофонической аппаратуры магнитной записи

Интегральный усилитель для стереофонической аппаратуры магнитной записи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 1003138 (61) Допслнительное к авт. свид-ву— (22)Заявлено 1 .06 ° 79 (21) 2770501/18-10 с прнсоедкнением заявки №вЂ” (23) Приоритет

Опубликовано 07. 03. 83, Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 07. 03. 83 (53)М. К.|т.

В 5/02

Г1судлфстивльм клмктлт

lto делам лзобратеккк и вткрытик (53) УДК681.846. .73(088.8) В.В.Андрианов, В.И.Павук, А.И.Рыбалко «ги О Ф.Таргоня (72) Авторы изобретения т (71) Заявитель (gl ) ИНТЕГРАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ ДЛЯ СТЕРЕОФОНИЧЕСКОЙ

АППАРАТУРЫ МАГНИТНОЙ ЗАПИСИ

Изобретение относится к приборостроению, в частности к технике магнитной записи электрических сигналов, и может быть использовано при изготовлении интегральных микросхем для высококачественной стереофонической аппаратуры и в самой аппаратуре магнитной записи.

Известны и находят широкое применение в качестве элементов сложных схем и систем, в частности, в стереофонической аппаратуре магнитной записи интегральные усилители, выполненные в виде двухканальных операционных усилителей 51 3 .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является двухканальный интегральный усилитель для стереофонической аппаратуры магнитной записи, состоящий иэ двух идентичных каналов, каждый из которых содержит входной дифференциальный каскад на р-и-р транзисторах с динамической нагрузкой на транзисторах противоположного типа проводимости, промежуточный каскад с входным и выходным транзисторами и-р-и типа с динамической нагрузкой, оконечный

5 каскад на комплементарных транзисторах с элементами защиты от короткого замыкания, а также устройство обеспечения режима усилителя по постоянному току L 2 ) .

Недостатком известного усилителя является сильная зависимость его параметров от технологических факторов в усовиях серийного производства, в первую очередь, разброс тока потребления, а также коэффициента усиления, приводящая к уменьшению процента выхода годных иэделий. Кроме того, известному усилителю пписущи повышенные

20 нелинейные искажения как в области маль;х сигналов, так и в режиме максимальных значений выходного напряжения.

3 10031

Цель изобретения - повышение воспроизводимости параметров и повышение процента выхода годных изделий в серийном производстве, а также увеличение линейности амплитудной характеристики, а следовательно, и улучшение ряда электрических параметров при эксплуатации (максимальной амплитуды выходного напряжения и нелинейных искажений в области малых и 30 больших сигналов).

Поставленная цель достигается тем, что в интегральный усилитель для сте-. реофонической аппаратуры магнитной записи, состоящий из двух идентичных каналов, каждый из которых содержит входной дифференциальный каскад на р-и-р транзисторах, промежуточный каскад с входным, защитным и выходным и-р-и транзисторами с динамической нагрузкой выходного транзистора и защитным диодом, оконечный каскад на комплементарных транзисторах с резисторами в эмиттерных цепях и эле- 33 ментами защиты от перегрузки на двух транзисторах разного типа проводимости, устройство обеспечения режима усилителя по постоянному току, дополнительно введены между промежуточным и оконечным каскадами две пары транзисторов, последовательно соединенных первый со вторым и третий с четвертым, с одинаковым в парах типом проводимости, подключенных к выходному транзистору промежуточного каскада и к

33 транзистору его динамической нагрузки и имеющих одинаковый с ними тип проводимости, причем точки соединения транзисторов каждой из пар подключены о соответственно к базам транзисторов оконечного каскада с противоположным им типом проводимости, переходы базаэмиттер первого и четвертого транзисторов подключены параллельно переходам база-эмиттвр выходного транзис45 тора и транзистора динамической нагрузки промежуточного каскада, Лазы BTQ рого и третьего транзисторов соединены между собой и с выходом промежуточного каскада, а их коллекторы - с соответствующими их типу проводимости шинами питания, при этом базы и эмиттеры транзисторов элементов защиты от перегрузки соединены соответственно между собой и подключены точками соединения баз к выходу усилителя, точками соединения эмиттеров — к выходу промежуточного каскада, а коллекторами — к соответствующим их типу проводимости шинам питания.

Такое схематическое построение интегрального усилителя для стереофонической аппаратуры магнитной записи позволяет получить повышенную стабильность тока потребления, его малые разбросы от образца к образцу. а также обеспечивает запас по усилению напряжения, что ведет к повышению процента выхода годных изделий в серийном производстве. Обеспечиваемые схемой уменьшение нелинейных искажений как в области малых, так и в области максимальных значений сигналов и увеличение максимальной амплитуды выходного напряжения по сравнению с прототипом позволяет улучшить качественные показатели аппаратуры, выполненной с использованием предлагаемого усилителя..

На фиг.1 представлена функциональная схема интегрального усилителя для стереофонической аппаратуры магнитной записи; на фиг.2 — схема одного из каналов усилителя; на фиг.3 — один из вариантов BblfloflHPHHR схемы устройства обеспечения режима по постоянному тоКу.

Усилитель (фиг.1) состоит из двух идентичных каналов 1 и 2 усиления сигналов, а также устройство 3 обеспечения режима по .постоянному току.

Каждый из каналов 1 или 2 усиления (на фиг.2 изображен канал 1 усиления) содержит гальванически связаные между собой входной 4, промежуточный 5 и выходной 6 каскады. Входной каскад

4 выполнен на транзисторах 7 и 8 р-и-р типа го дифференциальной схеме с активной нагрузкой на транзисторах

9 и 10 и-р-и типа и генератором тока на транзисторе.1 1, база которого подключена к транзистору 12, включенному диодом. Промежуточный каскад 5 содержит эмиттерный повторитель на транзисторе 13 и-р-и типа, выходной транзистор 14 и-р-и типа с активной нагрузкой на транзисторе 15 р-и-р типа, защитный транзистор 16 и-р-и типа, подключенный параллельно входу промежуточного каскада, а также защитный диод 17, включенный между входом и выходом промежуточного каскада 5. Выходной каскад 6 является каскадом усиления мощности. Он выполнен по двухтактной схеме на транзисторах 18 и

19 противоположного типа проводимос5 100313 ти (комплементарных транзисторах) с резисторами 20 и 21 в эмиттерных цепях, причем в качестве коллектора транзистора р-n-р типа (19) используется подложка интегральной схемы.

Между базами транзисторов 18 и 19 выходного каскада и выходом промежуточного каскада э введены две пары транзисторов, оследовательно соединенных первого 22 со вторым 23 и третьего 24 10 с четвертым 25 транзисторов с одинаковым в паре типом проводимости (р-и-р в первой паре — транзисторы 22 и 23 и и-р-и во второй паре — транзисторы 24 и 25). Точка соединения транзисторов 22 и 23. первой пары подключена к базе транзистора 18, а транзисторов 24 и 25 — к Газе транзистора 19, коллекторы — к соответствующим шинам 26 и 27 питания, базы 20 второго 23 и третьего 24 транзисторов соединены с выходом промежуточного каскада 5, переход база — эмиттер транзистора 22 подсоединен параллельно пепеходу база — эмиттер транзистора 15, а транзистора 25 параллельно транзистору 14. Эмиттеры транзисторов 14 и 25 через общий резистор 28 подключены к шине 26 питания. Транзис.эры 22 и 23 выполнены подобно транзисторам 24 и 25, при этом в качестве коллектора транзистора 23 используется подложка интегральной схемы. Между выходом усилителя и выходом промежуточного каскада 5 включена пара и-р-и и р-и-р транзисторов 29 и 30, выполненных подобно транзисторам IS и 19 выходного каскада. Базы и эмиттеры транзисторов 29 и 30 соединены соответст- 40 венно между собой и подсоединены точками. соединения баз к выходу усилителя, точками соединения эмиттеров — к выходу промежуточного каскада 5, а коллекторами — к соответствующим 4 шинам 26 и 27 питания.

Схема работает следующим образом.

При включении напряжения питания на шины 26 (-E т) и 27 (+Eп )устпит 50 ройство 3 вырабатывает стабильный ток, пи- ающий транзистор 12 в диодном включении. Падение напряжения на нем используется в качестве опорного для генераторов тока, выполненных на транзисторах 11, 15 и 22 и обеспечивающих режим соответственно дифференциального входного 4, промежуточного 5 и выходного 6 каскадов. Смещение выход8 6 ных транзисторов 18 и 19 определяется токами через смещающиеся транзисторы

23 и 24, задаваемые в свою очередь транзисторами 22 и 25, и зависит как от токов этих транзисторов, так и от соотношения площадей эмиттеров транзисторов 15, 22 и 14, 25. Изменением величины тока через эти транзисторы, а также соотношения их площадей эмиттеров достигается симметричность и высокая линейность характеристик усилителя в аппаратуре магнитной записи и хорошая воспроизводимость его параметров в серийном производстве.

Ток покоя пары выходных транзисторов18 и 19 повторяет с кратностью в ток через транзисторы 23 и 24 смещающей пары, где m — - отношение площадей эмиттеров транзисторов 18, 19 и 23, ?4 соответственно. Дополнительно транзисторы 23 и 24 выполняют роль эмиттерных повторителей, включен"ых между выходом промежуточного 5 и входом выходного 6 каскадов, чем. значи" тельно уменьшается влияние нагрузки на усиление промежуточного каскада 5 и увеличивается запас по усилению напряжения усилителя в целом.

Входной сигнал, подаваемый на неинвертируемый "+" и/или инвертируемый

"-" входы каждого каналов 1(2) усилителя, усиливается поочередно по напряжению дифференциальным входным 4 и промежуточным 5 каскадами и по мощности - выходным каскадом 6. При больших уровнях усиливаемого сигнала и перегрузках промежуточного каскада 5 срабатывает защита на транзисторе 16 и резисторе 28. Увеличение падения напряжения н» резисторе 28 .выше определенного уровня открывает транзистор 16, который шунтирует вход промежуточного каскада. При коро ком замыкании или при перегрузке на выходе усилителя увеличивается ток в цепи транзисторов 18 или 19 и, соответственно, увеличивается падение напряжения на резисторах 20 или 2 1 в зависимости от полярности усиливаемого сигнала, которые поступают через открытые переходы база - эмиттер транзисторов 18 и 23 или 19 и 24 к транзисторам 29 или 30. Величина падения напряжения на переходах Газа — эмиттер транзисторов 18 и 23 (19 и 24) примерно равна для каждого транзистора, но противоположна по знаку и и очти компенсирует друг друга, благодаря

7 100313 чему падение напряжения на резисторах

20 или 21 пропорционального выходному току практически полностью прилагается к переходу база - эми1тер защитных транзисторов 29 или 30. Последние, s открываясь при перегрузках или коротких замыканиях в нагрузочной цепи, .шунтируют базовые цепи транзисторов

21 или 23, предотвращая тем самым дальнейшее возбуждение транзисторов

10 !

8 или 19 выходной пары.

Годовая экономическая эффективность от использования изобретения при серии 500 тыс.шт/год составляет

625 тыс.руб. формула изобретения

Интегральный усилитель для стерео-20 фонической аппаратуры магнитной записи, состоящий из двух идентичных каналов, каждый из которых содержит входной дифференциальный каскад на р и р транзисторах, промежуточныи

2S каскад с входным, защитным и выходным и-р-и транзисторами, защитным диодом и динамической нагрузкой выходного транзистора, оконечный каскад на комплементарных транзисторах с резисто-30 рами в эмиттерных цепях и элементами защиты от перегрузки на двух транзисторах разного типа проводимости, устройство обеспечения режима усилителя по постоянному току, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения воспроизводимости параметров уси- лителя и повышения процента выхода годных в серийном производстве, а также увеличения линейности амплитуд- <0

8 8 ной характеристики, в него дополнительно введены между .промежуточным и оконечным каскадами две пары трайзисторов, последовательно соедйненных первый со вторым и третий с четвертым, с одинаковым в паре типом проводимости, подключенных к выходному транзистору промежуточного каскада и к транзистору его динамической нагрузки и имеющих с.ними ти проводимости, причем точки соединения транзисторов каждой из пар подключены соответственно к базам транзисторов. оконечного каскада с противоположным им типом проводимости, переходы база - эмиттер первого и четвертого транзисторов подключены параллельно переходам база - эмиттер выходного транзистора, базы второго и третьего транзисторов соединены между собой и с выходом промежуточоного каскада, а их коллекторы - с соответствующими их типу проводимости шинами питания, при этом базы и эмиттеры транзисторов элементов, защиты от перегрузки соединены соответственно между собой и подключены точками соединения баз к выходу усилителя, точками соединения эмиттеров - к выходу промежуточного каскада, а к ллекторами — к соответствующим их типу проводимости шинам питания.

Источники инфорчации, принятые во внимание при экспертизе

1. "!ЕЕЕ Transactions on Broadcast

and Television Reseivers", 1972, N 3, с. 201-203.

2. Каталог фирмы Raytheon "Linear

integrated Glrcuits", США, 1976 (прототип).

1003138

Составитель В. Добровольский

Редактор С.Пекарь Техред М. Коштура Корректор Й.йароши

Заказ 1575/35 Тираж 592 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035. Москва, М-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4