Балансный усилитель

Балансный усилитель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

БАЛАНСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий первый и второй входные транзисторы , эмиттеры которых объединены через резистивный делитель, отвод которого подключен к одной шине источника питания, первый и второй резисторы нагрузки, один выводы которых соединены с другой шиной источника питания, а другие выводы, являкнциеся выходами балансного усилителя, объединены через и параллельно соедийеНных корректирующих цепей, состоящих Каждая из последовательно соединенных первого прямосмещеннрго диода, фильтра и втррого прямосмещенного диода, а также п управляклцих транзисторов , имеющих структуру, одинако- .вую с структурой входных транзисторов причем базы г управляющих транзисторов являются входами управления балансного усилителя, о т л и ч.а ющ и и. с я тем, что, с целью уменьшения разбаланса при переключении, расширения диапазона переключений koэффициeнтoв усиления и уменьшения потребляемой мощности, введено п дополнительных управляющих транзисторов , структура которых соответствует структуре управляющих транзисторов и базы каждого из которых соединены с базами соответствующих п управляющих транзисторов, причем в каждой из п корректирующих цепей коллектор соответствующего дополнительного g управляющего tpaнзиcтopa и коллектор соответствукнцего управляющего транСО зистора подключены к точкам соединения соответственно первого прямосмещенного диода с первым вьтодом фильтg ра и второго прямосмещенного диода с вторым выводом фильтра, при этом эмиттеры п дополнительных управляю-щих транзисторов объединены и подключены к коллектору первого входного транзистора, а эмиттеры управляюvj щих транзисторсэв объединены и подклюso X) ены к коллектору второго входного транзистора. N5

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) Н 03 F 3 / 4 5; Н 03 G 3 / 3 0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3501959/18-09 (22) 18.10.82 (46) 07,08.84. Бюл. Р 29 (72) Г.И. Андреев В.M. Левин и А.А. Лихтиншайн (53) 621.375.024(088.8) (56) 1. Заявка Японии У 53-1029, кл. Н 03 С 3/20, 1978.

2, Патент США Ф 3200345, кл. 330-29, 10.08.65 (прототип). (54)(57) БАЛАНС%Й УСИЛИТЕЛЬ, содержащий первый и второй входные транзисторы, эмиттеры которых объединены через резистивный делитель, отвод которого подключен к одной шине источника питания, первый и второй резисторы нагрузки, один выводы которых соединены с другой шиной источника питания, а другие выводы, являющиеся выходами балансного усилителя, объединены через к параллельно соединенных корректирующих цепей, состоящих каждая из последовательно соединенных первого прямосмещенного диода, фильтра и втррого прямосмещенного диода, а также управляющих транзисторов, имеющих структуру, одинако;вую с структурой входных транзисторов причем базы управляющих транзисторов являются входами управления ба- . лансного усилителя, о т л и ч.а ющ и й, с я тем, что, с целью уменьшения разбаланса при переключении, расширения диапазона переключений

Коэффициентов усиления и уменьшения потребляемой мощности, введено и дополнительных управляющих транзисторов, структура которых соответствует структуре управляющих транзисторов и базы каждого из которых соединены с базами соответствующих г управляющих транзисторов, причем в каждой из г1 корректирующих цепей коллектор соответствующего дополнительного управляющего транзистора и коллектор соответствующего управляющего транзистора подключены к точкам соединения соответственно первого прямосмещенного диода с первым выводом фильтра и второго прямосмещенного диода с вторым выводом фильтра, при этом эмиттеры дополнительных управляющих транзисторов объединены и подключены к коллектору первого входного транзистора, а эмиттеры управляющих транзисторов объединены и подключены к коллектору второго входного транзистора.

1107282

Изобретение относится к радиоиз-, мерительной технике и может использоваться как усилитель вертикального отклонения осциллографических устройств. 5, Известен усилитель с электронным переключением коэффициента у".иления, содержащий транзистор, включенный

,по схеме с общим эмиттером, резистор в цепи эмиттера этого транзистора, 10 нагрузку в его коллекторной цепи и дополнительные резисторы, подключаемые через диоды к коллекторной наг рузке t1), Однако в данном усилителе при пе- 15 реключении коэффициента усиления значительно изменяется выходной уровень напряжения постоянного тока и сравнительно велики затраты дополнитель" ной мощности при подключении допол- 20 нительных резисторов через диоды.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является балансный усилитель, содержащий первый и второй входные транзисторы, эмит- 25 теры которых объединены через резистнвный делитель, отвод которого подключен к одной шине источника питания первый и второй резисторы нагрузки, одни выводы которых соединены с дру- 5п гой шиной источника питания, а другие выводы, являющиеся выходами ба» лансного усилителя, объединены через параллепьно соединенные Il корректирующие цепи, состоящие каждая из последовательно соединенных первого прямосмещенного диода, фильтра и второго прямосмещенного диода, à также A управляющих транзисторов, имеющих структуру, одинаковую с структу- 40 рой входных транзисторов, причем базы д управляющих транзисторов являЮ ются входами управления балансного усилителя С 21.

Однако известный балансный усили- 45 тель характеризуется наличием разбаланса при переключении коэффициента усиления, что при одит к значительным скачкам постоянного тока в высокочувствительных осциллографических 5б усилителях. Причиной разбаланса может являться как разность напряжений прямого смещения первого и второго прямосмещенных диодов, так и разброс номиналов резисторов, входящих в. 55 фильтры. Кроме того, в известном балансном усилителе ограничен диапазон перекрытия переключаемых коэффициен- тон усиления, так как величина номинала последовательно соединенных резисторов фильтра определяется рабочим током открытых диодов, а коэффициент деления каскада зависит от соотношения номиналов всех трех резисторов, что ограничивает диапазон возможных коэффициентов деления.

Известный балансный усилитель также обладает дополнительным потреблением мощности по цепям питания первого и второго прямосмещенных диодов.

Цель изобретения — уменьшение разбаланса при переключении, расширение диапазона переключений коэффициентов усиления и уменьшение потребляемой мощности, I

Поставленная цель достигается тем, что в балансный усилитель, содержащий первый и второй входные транзисторы, эмиттеры которых объединены через резистивный делитель, отвод которого подключен к одной шине источника питания, первый и второй резисторы нагрузки, одни выводы которых соединены с другой шиной источника питания, а другие выводы, являющиеся выходами балансного усилителя, объединены через параллельно соединенных п корректирующих цепей, состоящих каждая из последовательно соединенных первого прямосмещенного диода, фильтра и второго прямосмещенного диода, а также Д управляющих транзисторов, имеющих структуру, одинаковую с структурой входных транзисторов, причем базы и управляющих транзисторов являются входами управления балансного усилителя, введено П дополнительных управляющих транзисторов, структура которых соответствует. структуре управляющих транзисторов, базы каждого из которых соединены с базами соответствующих Fl управляющих транзисторов, причем, в каждой из корректирующих цепей коллектор соответствующего дополнительного управляющего транзистора и коллектор соответствующего управляющего транзистора подключены к точкам соединения соответственно первого прямосмещенного диода с первым выводом фильтра и второго прямосмещенного диода с вторым выводом фильтра, при этом эмит- теры д дополнительных управляющих транзисторов объединены и подключены к коллектору первого входного транзистора, а эмиттеры 1 управляющих

1107282 транзисторов объединены и подключены к коллектору второго входного транзистора.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого балансного усилителя.

Балансный усилитель содержит первый и второй входные транзисторы и 2, резистивный делитель 3, первый и второй резисторы 4 и 5 нагрузки, 10 корректирующие цепи 6, состоящие каждая из первого и второго прямосмещенных диодов 7 и 8 и фильтра 9, а также и управляющие транзисторы 10, п дополнительные управляющие тран- 15 зисторы 11.

Балансный усилитель работает следующим образом.

В зависимости от кода, поступающего на соответствующие входы управления, переключением коэффициента усиления балансного усилителя включается один из и. фильтров 9. Это осу. ществляется путем подачи на базы управляющего и дополнительного управ. 25 ляющего транзисторов 10 и 11, осуществляющих переключение режима этого фильтра 9 и выполняющих функцию переключателей тока, напряжения большего, чем на базы аналогичных транзисторов 10 и 11 выключенных фильтров

9 (например, положительных напряжений логической "1" и .погического "0"j

Первый и второй прямосмещенные диоды

7 и 8 этого фильтра 9 смещены в пря35 мом направлении, и путь коллекторного тока первого и второго входных транзисторов 1 и 2 каскада, в этом случае проходит через первый и второй резисторы 4 и 5 нагрузки, первый и

40 второй прямосмещенные диоды 7 и 8, управляющий и дополнительный управляющий транзисторы 10 и 11 — переключатели тока этого фильтра 9 и далее через первый и второй входные тран45 зисторы 1 и 2, Управляющие и дополнительные управляющие транзисторы

10 и 11, первый и второй прямосвященные диоды 7 и 8 других фильтров 9 в это время закрыты.

Введение в балансный усилитель дополнительных управляющих транзисторов 11 по числу фильтров 9 позволяет образовать парь. из управляющего и дополнительного управляющегб транзис. торов 10 и 11 — переключателей тока.

Такое включение позволяет исклю чить из схемы фильтра 9 известного балансного усилителя два последовательно соединенных резистора. Это приводит к устранению разбаланса из-за разброса. номиналов резисторов фильтров 9. Разбаланс на выходе данного балансного усилителя определяется теперь практически только разностью напряжений прямого смещения пар из первого и второго прямосмещенных диодов 7 и 8, т.е. для сЬвременной элементной базы не превышает 2-3 мВ.

Устранение из известного балансного усилителя двух последовательно соединенных резисторов (номиналы которь|х определялись рабочим током диодов) приводит также к расширению диапазона переключаемьгх коэффициентов усиления, который в данном балансном усилителе зависит в основном только от соотношения первого и второго резисторов 4 и 5 нагрузки и резисторов фильтров 9.

В балансном усилителе не требуется дополнительных затрат мощности по цепям управления, так как через первый и второй прямосмещенные диоды

7 и 8 и управляющий и дополнительный управляющий транзисторы 10 и 11 переключатели тока в каждом включенном положении коэффициента усиления протекает основной ток каскада. Снижение потребляемой мощности в балансном усилителе по сравнению с известным ориентировочно составляет 100150 мВт для усилителей с полосой

10 МГц и 200-300 мВт для усилителей с полосой 100 ИГц и более.

В балансном усилителе отсутствует одновременное изменение напряжения постоянного-тока обоих плеч каскада относительно корпуса, вызываемое в известном устройстве разбросом остаточных напряжений насыщения управляющих транзисторов, работающих в ключевом режиме. Это снижает требования к диапазону линейности динамической характеристики последующих за балансным усилителем каскадов.

1107282

Заказ 5775/42

Тираж 862 Подписное

ВЙИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Составитель И.Водяхина

Редактор H.Ïóàíåíêîâà Техред Т.Матбчка Корректор А.Ференц