Каскад усилителя с регулируемым усилением, усилитель с регулируемым усилением, телевизионный приемник

Каскад усилителя с регулируемым усилением, усилитель с регулируемым усилением, телевизионный приемник

Реферат

 

Каскад усилителя с регулируемым усилением содержит два транзистора, включенных по схеме дифференциального усилителя со связанными эмиттерами, а коллекторы транзисторов подключены к резистивным нагрузкам. Устройство с электрически регулируемой проводимостью включено между коллекторными электродами транзисторов и шунтирует резистивные нагрузки коллекторов; указанное шунтирование регулируется так, что позволяет менять усиление напряжения каскадом. Устройство с электрически регулируемой проводимостью каждого каскада усилителя с регулируемым усилением выполнено таким образом, что позволяет каскаду с регулируемым усилением обеспечить технический результат, заключающийся в стабилизации режима работы по постоянному току при изменении проводимости указанного устройства. Возможно использование каскада с регулируемым усилением в качестве входного или выходного каскада в усилителе с регулируемым усилением, а также использовать его в телевизионном приемнике, например, в качестве усилителя частоты. 5 с и 9 з.п. ф-лы, 8 ил.

Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к устройствам с регулируемым или управляемым усилением, а более точно, но не исключительно, к усилителям промежуточной частоты (ПЧ) полного сигнала, который обычно используется в телевизионных (ТВ) приемниках и в кассетных видеомагнитофонах (КВМ). Указанные усилители называются "усилителями ПЧ изображения".

Предпосылки создания изобретения В телевизионных приемниках преобразование с понижением частоты производится при помощи гетеродинирования принятых сигналов радиочастоты (РЧ) разных передающих каналов с применением периодически перестраиваемого генератора. При этом генерируются радиочастотные сигналы пониженной частоты, соответствующей диапазону промежуточной частоты, которая выделяется и усиливается в усилителе ПЧ. Усилитель ПЧ видеочасти телевизионного сигнала обычно называется усилителем ПЧИ.

Усилитель промежуточной частоты звуковой части телевизионного сигнала можно отделить от усилителя ПЧИ или ввести в усилитель ПЧИ, как это сделано в ТВ приемниках с использованием сигнала разностной частоты между несущими изображения и звукового сопровождения.

В усилителе ПЧИ обычно производятся обработка сигналов с напряжением примерно от 50 мкВ до 100 мВ среднеквадратического значения (СКЗ), что соответствует динамическому диапазону около 66 дБ.

Исходя из сказанного, в данном описании термин "сигнал РЧ" будет использоваться со ссылкой на сигналы в тех точках ТВ приемника, которые находятся до устройства преобразования с понижением частоты или первого детектирования. Термин "сигнал ПЧ" будет использоваться со ссылкой на сигналы в тех точках ТВ приемника, которые находятся после устройства преобразования с понижением частоты или первого детектирования и до видеодетектора или устройства второго детектирования.

Вместе с тем в формуле изобретения, приведенной в данном описании, термин "сигнал РЧ" будет использоваться со ссылкой на сигналы во всех точках схемы телевизионного приемника. Термин "усилитель РЧ" будет относиться к усилителям ПЧ и к другим устройствам, работающим на радиочастоте.

При использовании автоматической регулировки усиления (АРУ) желательно, чтобы в определенных условиях работал каждый каскад усилителя или устройства. Например, уровень входного сигнала должен быть больше уровня внутреннего шума устройства на некоторую определенную величину; в то же время входной сигнал не должен перегружать приемник, вызывать искажение сигнала и изменять смещение.

Кроме того, сам сигнал управления АРУ не должен вызывать ненужных изменений смещения и отклонять режимы работы узлов устройства от установленных для них значений. Например, рабочие точки усилителей и смесителей выбираются так, чтобы получать выходные сигналы с минимальными искажениями, а рабочие точки смесителей и детекторов выбираются так, чтобы обеспечить относительно высокое качество характеристик второго порядка.

При относительно больших уровнях сигналов, т.е. порядка 1 мВ и более, большое значение имеет возможность регулировать усиление так, чтобы принимать во внимание т.н. "диапазон шума и перегрузки". Например, если в многокаскадном усилителе усиление предыдущего каскада снизилось очень мало, то возможна перегрузка следующего каскада, сопровождаемая нежелательными искажениями. И, наоборот, если усиление предыдущего каскада очень мало, то может стать заметным тепловой шум схемы устройства.

Желательно иметь почти не содержащее шумов и искажений изображение при уровне входного сигнала порядка 10 мВ или около того, измеренное при типовых значениях импеданса. Если же в усилителе будет заметный диапазон шума и перегрузки, то это может способствовать явному воздействию шумов или искажающих перегрузок на сигналы, уровни которых обычно позволяют получать слабо искаженное изображение с относительно низким содержанием шума.

Технологические усовершенствования блоков усиления на основе интегральных схем (ИС) вызвали необходимость применения блоков фильтрации. Практика последнего времени была направлена на применение в телевизионных приемниках операций фильтрации и усиления ПЧ при помощи заграждающего фильтра, сопровождаемого блоками усиления, размещенными на ИС. Фильтр на поверхностной акустической волне (ПАВ) может обеспечить необходимое в телевизионном приемнике ослабление всей полосы пропускания и соседнего канала.

Дополнительные сведения о фильтрах на ПАВ и о заграждающей фильтрации и усилении можно найти, например, в гл. 13 книги TELEVISION ENGINEERING HANDBOOK Г. В. Бэнсон, главный редактор, издательство МакГроу-Хилл бук компани, Нью-Йорк, 1986 г.

Хотя применение в телевидении заграждающей фильтрации и усиления желательно, однако по ряду причин их использование усугубляет проблему, связанную с диапазоном шума и перегрузки. Обычным коммерческим фильтром на ПАВ, которые используются как фильтры с сосредоточенными параметрами и включаются на входе усилителя ПЧ, присущи высокий уровень вносимых потерь и большой импеданс; поэтому они представляют собой нагрузку с относительно высоким уровнем шума, из-за чего уменьшается запас помехоустойчивости диапазона шума и перегрузки. Кроме того, попадающие в пределы 4,5 МГц несущей изображения шумовые сигналы будут демодулироваться как шумы, т.е. "свертывать изображение" в полосе 0-4,5 МГц видеосигнала.

Это происходит следующим образом. Сигнал ПЧ находится в полосе частот 41,25 - 45,75 МГц. Если на входе усилителя ПЧ производится фильтрация при помощи устройства с сосредоточенными постоянными или заграждающего фильтра, то не подавляется шум боковой полосы частот каскадов ПЧ, включенных после фильтра; подавление этого шума происходит в том случае, если его фильтрация производится в последовательно расположенных каскадах схемы. Обусловлено это тем, что в полосе частот 4,5 МГц шум, который центрируется около ПЧ, несущей изображения с частотой 45,75 МГц, включенным до усилителя фильтром с сосредоточенными постоянными не отфильтровывается.

Другой эффект, который при заграждающей фильтрации и усилении усугубляет проблему диапазона шума и перегрузки состоит в том, что применяемая типовая схема усилителя в виде ИС на биполярных транзисторах имеет передаточную характеристику с постоянным уровнем напряжения перегрузки, что ограничивает запас помехоустойчивости диапазона шума и перегрузки. Кроме того, типовая геометрия небольших новых биполярных транзисторов характерна большим сопротивлением базы r_b. Поэтому эти транзисторы имеют худшее значение коэффициента шума по сравнению с большими оптимизированными устройствами с низким сопротивлением r_b; именно это и усугубляет указанную проблему.

Специалисты понимают, что диапазон шума и перегрузки можно расширить за счет перегрузки, если применить транзисторы разных типов, а также за счет помехоустойчивости при помощи понижения выходного импеданса фильтра на ПАВ - это и позволит снизить его генерацию шума. Однако устройства согласования импеданса - трансформаторы или какие-то другие элементы - стоят дорого, имеют большие размеры и вызывают необходимость повышать усиление в устройстве, которое уже обеспечивает большое усиление сигнала.

Проблема диапазона шума и перегрузки усложняется и тем, что каждый из предложенных ранее усилителей ПЧ с регулируемым усилением характеризуется сдвигом его выходного напряжения смещения в зависимости от регулировки усиления. Обычно это вызывает изменение напряжения смещения демодулятора, который обычно подключен к усилителю ПЧ непосредственно.

Применительно к рабочим точкам выше отмечалось, что такое изменение нежелательно. Обусловлено это тем, что при наличии условий для смещения необходимо использовать соответствующее напряжение смещения, чтобы компенсировать изменения. Из-за этого усложняется схема демодулятора и требуется напряжение питания более высокое, чем тогда, когда речь идет о низких уровнях искажений.

Основной каскад усилителя, который часто применяется в УПЧ, представляет собой дифференциальный усилитель с питанием через общий резистор или дифференциальный усилитель со связанными эмиттерами, в котором используются два транзистора с "хвостовым" соединением их эмиттерных электродов, к которым подключен генератор постоянного тока.

В схеме генератора постоянного тока могут находиться резистор с большим сопротивлением, включенный между хвостовым соединением, и косвенно включенный источник постоянного напряжения. Но в тех ИС, в которых желательно использовать напряжения меньшего уровня, чтобы поддерживать мощность рассеяния в определенных пределах, в генераторе постоянного тока обычно используется основная проводящая цепь другого транзистора, смещение которого позволяет работать при постоянном токе.

Хотя дифференциальный усилитель с питанием через общий резистор часто называют "дифференциальным" усилителем с эмиттерными связями, зачастую он имеет несимметричную входную схему, несимметричную выходную схему или то и другое вместе. Отметим, что регулировку усиления можно осуществить простым уменьшением рабочего или хвостового тока дифференциального усилителя со связанными эмиттерами за счет уменьшения взаимной проводимости известным способом.

Но простое применение этого способа имеет и свои недостатки. Во-первых, при уменьшении усиления возрастает значение шумящего резистора, из-за чего в какой-то мере сводится на нет улучшение отношения сигнал-шум, обусловленное большим уровнем сигнала. Во-вторых, уменьшается возможность управления мощностью в тех случаях, когда больше всего необходима обработка сигнала высокого уровня.

В ранее разработанных схемах неперестраиваемых усилителей, изготовленных в виде ИС и размещаемых в усилителях ПЧ телевизионных приемников, после блока фильтрации, применяемого в распространенных телевизорах, использовались три последовательно включенных каскада с регулируемым усилением. В указанных приемниках это позволяло обеспечивать динамический диапазон порядка 66 дБ.

В таких устройствах применялась реверсивная схема АРУ, в которой активная междуэлектродная проводимость транзисторов усилителя понижалась для уменьшения воздействия на коэффициент усиления. В транзисторном усилителе, собранном по схеме с общим эмиттером и неохваченном отрицательной обратной связью, усиление напряжение равно q_mR_L, где q_m - активная междуэлектродная проводимость транзистора, R_L - сопротивление нагрузки в цепи коллектора транзистора.

При снижении активной междуэлектродной проводимости транзисторов усилителя повышаются сопротивления источников шума, которыми являются их коллекторные электроды. Это приводит к повышению уровня создаваемого транзисторами теплового шума, что вынуждает использовать три последовательно включенных каскада с регулируемым усилением. Такое включение позволяет сохранить полное значение коэффициента шума усилителя ПЧИ достаточно низким и соответствовать определенным техническим требованиям.

Другой способ снижения усиления последовательно включенных каскадов усилителя состоит в уменьшении коллекторного сопротивления транзисторов; примером решения такой проблемы может быть использование хорошо известного способа предварительной автоматической регулировки усиления. Если же активная междуэлектродная проводимость транзисторов не уменьшается, то не происходит соответствующего возрастания уровня теплового шума транзисторов; а уменьшение коллекторных сопротивлений транзисторов снижает напряжения, обусловленные токами, которые генерируются тепловым шумом резисторов.

Изобретатели предлагают двухкаскадные ненастраиваемые усилители в виде ИС, которые могут (без применения поблочной регулировки) обеспечить воспроизводимое усиление ПЧ телевизионного приемника в пределах 66 дБ динамического диапазона. Сокращение числа каскадов усилителя с регулируемым усилением позволило уменьшить мощность источника питания и источников питания развязывающих фильтров, включенных между каскадами усилителей напряжения.

Сокращение числа каскадов позволяет также снизить вероятность самовозбуждения в отдельных частях схемы регулирования усиления, которое возможно из-за излишнего фазового сдвига между каскадами усиления на тех частотах, на которых слишком велико усиление напряжения. Одновременно упрощается слежение за автоматической регулировкой усиления каскадов усилителя с регулируемым усилением, работающих в телевизионном приемнике на ПЧ и РЧ.

Для еще большего снижения вероятности самовозбуждения в отдельных элементах регулировки усиления изобретатели предлагают использовать такие усилители с регулируемым усилением, схемы которых полностью симметричны и позволяют работать со сбалансированными сигналами. Это особенно важно для последующих усилительных каскадов и позволяет располагать их симметрично на подложке ИС. Кроме того, такое расположение схемы снижает напряжение положительной обратной связи через паразитные емкости, образованные между предшествующими и последующими каскадами усилителя.

Краткое описание изобретения Согласно описанию изобретения предлагается каскад усилителя с регулируемым усилением, который содержит: первый и второй транзисторы с соответствующими эмиттерными электродами, соответствующими базовыми электродами и соответствующими коллекторными электродами; схему включения первого и второго транзисторов в виде дифференциального усилителя со связанными эмиттерами, которая характерна тем, что: постоянное напряжение смещения базы подается на базовые электроды первого и второго указанных транзисторов; входное напряжение сигнала подается между базовыми электродами первого и второго транзисторов; эмиттерные электроды первого и второго транзисторов соединены между собой; через первый и второй транзисторы протекает одинаковый постоянный ток эмиттера; первый конец первого резистора включен так, чтобы пропускать весь постоянный ток, текущий через коллекторный электрод первого транзистора, обусловленный силой постоянного тока, текущего через эмиттер; резистор имеет и второй конец; первый конец второго резистора включен так, чтобы пропускать весь постоянный ток, текущий через коллекторный электрод второго транзистора, обусловленный силой постоянного тока, текущего через эмиттер; резистор имеет и второй конец; схему для подачи постоянного рабочего напряжения на вторые концы первого и второго резисторов; схему для снятия выходного напряжения по меньшей мере с одного из первых концов первого и второго резисторов; схему, которая обеспечивает регулировку проводимости между первыми концами первого и второго резисторов; эта схема регулировки проводимости содержит: первый и второй диоды с односторонней проводимостью; первые электроды диодов соответственно подключены к первому концу указанного первого резистора и к первому концу второго резистора; соответствующие вторые электроды диодов соединены вместе на контрольной точке схемы; средство для подачи постоянного управляющего тока в контрольную точку схемы для управления односторонней проводимостью первого и второго диодов; постоянный управляющий ток диодов меняется под воздействием электрического управляющего сигнала, который подается в средство для подачи постоянного управляющего тока через соединения, отличные от тех, которые относятся к вторым концам первого и второго резисторов.

В соответствии с описанием другого варианта изобретения предлагается каскад усилителя с регулируемым усилением, содержащий: первый и второй транзисторы с соответствующими эмиттерными электродами, соответствующими базовыми электродами и соответствующими коллекторными электродами; схему включения первого и второго транзисторов в виде дифференциального усилителя со связанными эмиттерами, которая характерна тем, что: постоянное напряжение смещения базы подается на базовые электроды первого и второго транзисторов; входное напряжение сигнала подается между базовыми электродами первого и второго транзисторов; эмиттерные электроды указанных первого и второго транзисторов соединены между собой; через первый и второй транзисторы протекает одинаковый постоянный ток эмиттера; первый и второй резисторы, которые имеют первые концы, подключенные к соответствующим эмиттерам первого и второго транзисторов, а вторые концы указанных резисторов подключены к источнику постоянного рабочего напряжения; источник управляющего тока, импеданс которого находится в определенных пределах, возрастает относительно значения, соответствующего импедансам первого и второго резисторов; схему, которая обеспечивает регулировку проводимости между первыми концами указанных первого и второго резисторов; указанная схема регулировки проводимости работает под воздействием указанного управляющего тока и содержит первый и второй элементы с переменной проводимостью, первые концы которых подключены к указанным первым концам первого и второго резисторов, а вторые концы этих элементов соединены вместе и на них подается первый управляющий ток от указанного источника.

В соответствии с описанием еще одного варианта изобретения предлагается усилитель с регулируемым усилением, который содержит: первый и второй транзисторы, включенные по схеме дифференциального усилителя со связанными эмиттерами, который реагирует на поступление сигнала РЧ; с коллекторных электродов транзисторов снимаются соответствующие токи, содержащие синфазные компоненты постоянного тока и дифференциальные компоненты радиочастоты; нагрузку в виде мостовой диодной схемы, которая содержит первый, второй, третий и четвертый узлы; первый и второй узлы симметричны относительно третьего и четвертого узлов; первый и второй узлы мостовой схемы подключены к соответствующим коллекторным электродам; диодная нагрузка, включенная между первым и вторым узлами регулируемого импеданса, имеет значение, которое меняется под воздействием тока, текущего между третьим и четвертым узлами; схему регулировки управляющего тока с источником тока, выход которого подключен к третьему узлу, а выходная точка потребителя тока подключена к четвертому узлу; при этом выходы источника тока и потребителя тока пользуются токами одинаковой силы.

В соответствии с описанием четвертого варианта изобретения предлагается усилитель с регулируемым усилением, который содержит: первый и второй транзисторы с соответствующими базовыми, эмиттерными и коллекторными электродами; средство для соединения первого и второго транзисторов в виде дифференциального усилителя со связанными эмиттерами, в котором указанные транзисторы реагируют на подачу сигналов РЧ между их базами; при этом с их коллекторных электродов снимаются соответствующие токи, содержащие синфазные компоненты постоянного тока и соответствующие дифференциальные компоненты радиочастоты; регулируемый делитель тока, на вход которого подается постоянный рабочий ток; он делится на первую и вторую части в отношении, которое зависит от уровня управляющего сигнала; делитель имеет первый и второй выходы, с которых соответственно снимаются первая и вторая части указанного постоянного рабочего тока и поступают в эмиттерные электроды первого и второго транзисторов соответственно; первый резистор, включенный между коллекторным электродом первого транзистора и точкой рабочего потенциала; второй резистор, включенный между коллекторным электродом второго транзистора и той же точкой рабочего потенциала; первый диод, к первому электроду которого подключен коллекторный электрод первого транзистора; диод имеет и второй электрод; второй диод, к первому электроду которого подключен коллекторный электрод второго транзистора; диод имеет и второй электрод; точку соединения вторых электродов указанных первого и второго диодов, к которой подключен второй выход указанного делителя тока.

В соответствии с пятым вариантом изобретения предлагается усилитель с регулируемым усилением, который содержит: первый и второй транзисторы с соответствующими базовыми, эмиттерными и коллекторными электродами; средство для соединения первого и второго транзисторов в виде дифференциального усилителя со связанными эмиттерами, в котором указанные транзисторы реагируют на подачу сигналов РЧ между их базами; при этом с их коллекторных электродов снимаются соответствующие токи, содержащие синфазные компоненты постоянного тока и соответствующие дифференциальные компоненты радиочастоты; первый регулируемый делитель тока, вход которого используется для протекания тока коллектора от указанного первого транзистора; первый и второй выходы делителя соответственно используются для пропускания первой и второй частей указанного первого тока, причем соотношение указанных частей определяется уровнем управляющего сигнала; второй регулируемый делитель тока, вход которого используется для протекания тока коллектора от указанного второго транзистора; первый и второй выходы делителя соответственно используются для пропускания первой и второй частей указанного второго тока, причем соотношение указанных частей определяется уровнем указанного управляющего сигнала; первый резистор, включенный между указанной точкой рабочего потенциала и первым узлом, к которому подключен первый выход указанного первого делителя тока; второй резистор, включенный между указанной точкой рабочего потенциала и вторым узлом, к которому подключен первый выход указанного второго делителя тока; первую диодную схему, первый электрод которой подключен к указанному первому узлу; диод имеет и второй электрод; третий узел, в котором соединены вместе указанные вторые электроды первой и второй указанных диодных схем, и к которому подключены вторые выходы указанных первого и второго делителей тока.

В других возможных вариантах настоящего изобретения каждый из каскадов с регулируемым усилением содержит один из упомянутых выше включенных последовательно усилителей с регулируемым усилением. В одном из предпочтительных вариантов настоящего изобретения сигнал регулировки усиления, подаваемый во входной каскад последовательно включенных блоков усилителя с регулируемым усилением, задерживается относительно выходного сигнала регулировки усиления в этом усилителе.

Краткое описание чертежей Настоящее изобретение будет более понятным при чтении нижеследующего подробного описания предпочтительных вариантов, сопровождаемых следующими чертежами.

Фиг. 1. Принципиальная схема каскада усилителя с регулируемым усилением, соответствующего одному из аспектов настоящего изобретения и очень хорошо подходящего для работы в качестве входного в многокаскадном усилителе ПЧ.

Фиг. 2. Принципиальная схема каскада усилителя с регулируемым усилением, соответствующего одному из аспектов настоящего изобретения и очень хорошо подходящего для работы в качестве выходного каскада в многокаскадном усилителе ПЧ.

Фиг. 3. Принципиальная схема двухкаскадного усилителя ПЧ, соответствующего одному из аспектов настоящего изобретения; в указанном усилителе используются приведенные на фиг. 1 и 2 каскады усилителя с регулируемым усилением в качестве входного и выходного каскадов соответственно.

Фиг. 4. Принципиальная схема другого каскада усилителя с регулируемым усилением, который очень хорошо подходит для работы в качестве входного каскада в многокаскадном усилителе ПЧ и который соответствует одному из аспектов настоящего изобретения.

Фиг. 5. Принципиальная схема двухкаскадного усилителя ПЧ, соответствующего одному из аспектов настоящего изобретения; в указанном усилителе используются приведенные на фиг. 4 и 2 каскады усилителя с регулируемым усилением в качестве входного и выходного каскадов соответственно.

Фиг. 6. Блок-схема той части телевизионного приемника или видеомагнитофона, которая применяется для восстановления звукового сигнала, видеосигнала и части синхронизирующего сигнала передаваемого телевизионного сигнала; в указанном телевизионном приемнике работают усилитель ПЧ того типа, который приведен на фиг. 3 или 5.

Фиг. 7. Модификация принципиальной схемы, которую можно сделать в приведенном на фиг. 1 каскаде усилителя с регулируемым усилением для альтернативного варианта настоящего изобретения.

Фиг. 8. Модификация принципиальной схемы, которую можно сделать в приведенном на фиг. 4 каскаде усилителя с регулируемым усилением для другого альтернативного варианта настоящего изобретения.

Подробное описание изобретения Приведенный на фиг. 1 биполярный транзистор Q1 имеет базовый электрод, который используется для регулирования проводимости через проводящий канал между эмиттерным и коллекторным электродами; также работают и другие биполярные транзисторы, которые упоминаются в этом описании.

Транзистор Q1 - это n- p-n-транзистор проводящего типа, у которого базовый и коллекторный электроды соединены кондуктивно и прибор работает в диодном включении. Эмиттерный электрод этого транзистора подключается к источнику эталонного напряжения, который на этой схеме заземлен.

Эталонный ток подается в точку соединения базового и коллекторного электродов через резистор R1; один конец этого резистора подключен к зажиму T1, куда подается напряжение сигнала АРУ. На этом чертеже напряжение сигнала АРУ снимается с генератора GCI и подается в зажим T1.

Эмиттерные электроды n-p- n-транзисторов Q2 и Q3 подключены к тому же эталонному напряжению, что и эмиттерный электрод транзистора Q1, а их базовые электроды связаны с базой транзистора Q1. Поэтому указанные транзисторы образуют токовую зеркальную схему по отношению к источнику эталонного тока, подаваемого через резистор R1.

Эмиттерные электроды n-p-n-транзисторов Q4 и Q5 подключены к одним концам резисторов R5 и R6, другие концы которых соединены вместе и через резистор R7 связаны с эталонным потенциалом земли. Поэтому транзисторы Q4 и Q5 образуют дифференциальный усилитель на двух транзисторах, в который через резистор R7 подается рабочий ток или ток с динамическим продолжением (хвостовой ток).

Базовые электроды n-p-n-транзисторов Q6 и Q7 подключены к соответствующим входным зажимам T5 и T6, куда поступает дифференциальный входной сигнал вместе с постоянным напряжением смещения. На фиг.1 отрицательный конец батареи B1 подключен к точке заземления эталонного напряжения. Положительный потенциал V постоянного смещения этой батареи подается на ее положительный зажим, относительно которого определяются сбалансированные входные сигналы генераторов S1 и S2, подаваемые в базовые электроды транзисторов Q6 и Q7.

Указанные транзисторы включены по схеме усилителей с общими коллекторами, образуют повторители напряжений в виде эмиттерных повторителей. Эмиттерные электроды этих транзисторов соответственно подключены к базовым электродам транзисторов Q4 и Q5 и к одним концам резисторов R2 и R3. Другие концы этих резисторов соединены вместе и подключены к одному концу резистора R4, другой конец которого связан с землей.

Коллекторные электроды транзисторов Q6 и Q7 подключены к положительному рабочему напряжению V_B2, которое подается на зажим T2; последний на фиг. 1 связан с положительным зажимом батареи B2, отрицательный зажим которой подключен к земляной точке эталонного потенциала.

Коллекторные электроды транзисторов Q4 и Q5 подключены к зажиму T2 источника питания через соответствующие резисторы R8 и R9. Коллекторный электрод транзистора Q4 связан также с базовым электродом n-p-n-транзистора Q8, коллекторный электрод которого подключен к зажиму T2. Эмиттерный электрод транзистора Q8 подключен к выходному зажиму T3 и через резистор R10 к заземленному эталонному потенциалу.

Коллекторный электрод транзистора Q5 подключен к базовому электроду n-p-n-транзистора Q9, коллекторный электрод которого связан с зажимом T2. Эмиттерный электрод транзистора Q9 подключен к выходному зажиму T4 и к земляному эталонному потенциалу через резистор R11.

Коллекторный электрод транзистора Q4 подключен и к точке соединения коллекторного и базового электродов n-p-n-транзистора Q10, и к эмиттерному электроду n-p-n-транзистора Q11. Коллекторный электрод транзистора Q5 также подключен и к точке соединения коллекторного и базового электродов n-p-n-транзистора Q12, и к эмиттерному электроду n-p-n-транзистора Q13.

Точка соединения эмиттерных электродов транзисторов Q10 и Q12 подключена к коллекторному электроду транзистора Q3 через резистор R12. Точка соединения коллекторного и базового электродов транзисторов Q11 и Q13 связана с коллекторным электродом p-n-p-транзистора Q14, эмиттерный электрод которого подключен к зажиму T2 источника питания через резистор R13.

Базовый электрод транзистора Q14 подключен к коллекторному электроду транзистора Q2 и через резистор R14 к базовому и коллекторному электродам p-n-p-транзистора Q15. Эмиттерный электрод транзистора Q15 в диодном включении связан с зажимом T2 источника питания.

При работе усилителя транзисторы Q10, Q11, Q12, Q13 в диодном включении вместе с резисторами R8 и R9 образуют переменную нагрузку для коллекторных электродов транзисторов Q4 и Q5 дифференциального усилителя с эмиттерными связями. Выходной сигнал этого усилителя буферизуется транзисторами Q8 и Q9, работающими в качестве повторителей напряжения типа эмиттерного повторителя.

Сила постоянного тока, текущего через транзисторы Q10 - Q13 в диодном включении, определяется силой выходного зеркального тока коллекторного электрода транзистора Q3 и равного ему коллекторного тока транзистора Q2, который представляет зеркальное отображение зеркального тока, снимаемого с транзисторов Q14 и Q15 p-n-p-типа. Если эти токи равны нулю, что бывает тогда, когда текущий через резистор R1 ток равен нулю, то транзисторы Q10 - Q13 в диодном включении имеют большой импеданс.

Поэтому коэффициент усиления усилителя, определяемый дифференциальным усилителем на двух транзисторах, будет максимальным, определяясь сопротивлениями резисторов в цепях коллекторов.

При поступлении тока в транзисторы Q10, Q11, Q12, Q13 в диодном включении, которые начинают работать при возрастании положительного потенциала на зажиме T1, их импедансы несколько понижаются и падает усиление дифференциального усилителя с эмиттерными связями на транзисторах Q4 и Q5. Коллекторные электроды транзисторов Q13 и Q14 выдают и потребляют почти одинаковые токи и поэтому в схему на транзисторах Q10 - Q13 в диодном включении вводится и выводится один и тот же ток. При этом происходит прибавление или вычитание тока в точках подключения коллекторных электродов транзисторов Q4 и Q5.

Таким образом, при хорошем согласовании транзисторов Q10, Q11, Q12, Q13 в диодном включении и транзисторов, которые питают их током, не будет происходить нарушения режима работы усилителя по постоянному току при изменении усиления. Поэтому устраняются проблемы, возникавшие при компоновке схем в предыдущих устройствах, и облегчается покаскадное включение узлов схемы. Указанное согласование достаточно просто осуществить на подложке ИС монолитного типа.

Собранная на транзисторах Q10, Q11, Q12, Q13 в диодном включении схема имеет вид моста. Его узловые точки, в которые подаются токи, заземлены по переменному току и образуют "виртуальное заземление" для токов радиочастоты. Одним из следствий этого является то, что p-n-p-транзистор Q14 пропускает только постоянный ток, а емкость его коллектора не влияет на частотную характеристику усилителя. Другое следствие такого включения - не поступает сигнал в землю через транзисторы Q10 - Q13 в диодном включении.

Отметим также, что в цепи коллектора дифференциального усилителя на двух транзисторах имеются перестраиваемые элементы регулировки усиления. При работе с сигналами высокого уровня это упрощает схему подачи смещения в цепь эмиттера и расширяет характеристику перегрузки. Кроме того, уменьшается мощность, необходимая для регулировки усиления.

В описанном выше варианте изобретения (как и в описанных ниже вариантах) нагрузки в цепях коллекторов дифференциального усилителя с эмиттерными связями при максимальном усилении представляют резистивные нагрузки, поскольку применяемые для их шунтирования диоды при таких условиях ток не пропускают. Применение сопротивлений в качестве нагрузок коллекторов дает следующие преимущества. Можно прогнозировать максимальное усиление напряжения каждого каскада даже при изготовлении усилителя с регулируемым усилением в виде ИС, что позволяет предложенные в изобретении каскады усилителя с регулируемым усилением выпускать в большом количестве в виде ИС без индивидуальной настройки каждого каскада усилителя и обеспечивать максимальное усиление напряжения.

Максимальное усиление напряжения каждого каскада усилителя определяется произведением активной междуэлектродной проводимостью q_m транзистора дифференциального усилителя с эмиттерной связью на сопротивление резистора R_L, включенное в качестве нагрузки его коллектора. Значение q_m транзистора определяется силой тока его эмиттера, пропорциональной поданному напряжению смещения V_BIAS (это напряжение обычно меньше напряжения смещения V_BE полупроводникового перехода). Напряжение смещения подается через резистивный элемент с резистора R_BIAS, который размещен на ИС с резистивными нагрузками и подобран так, чтобы соответствовать типу резистивных нагрузок.

Таким образом, сила тока эмиттера транзистора дифференциального усилителя с эмиттерной связью подбирается так, чтобы соответствовать изменению тока смещения I_BIAS=(V_BIAS-V_BE)/B_BIAS. Поэтому максимальное усиление напряжения q_mR_L пропорционально [(V_BIAS-V_BE)/R_BIAS] R_L= (V_BIAS-V_BE)(R_L/R_BIAS). Поскольку (R_L/R_BIAS) представляет отношение размещенных на кристалле резистивных элементов, то значение этого отношения определяется очень точно и его можно прогнозировать достаточно точно.

Колебания напряжения V_BE в пределах нескольких милливольт в зависимости от температуры обычно пренебрежимы по сравнению с разностью (V_BIAS-V_BE). Это напряжение, которое зависит от напряжения смещения V_BIAS, снимается с элемента вне кристалла и его уровень можно установить достаточно точно. Сопротивление резистора R_L обычно выбирается таким, чтобы в каскаде усилителя с регулируемым усилением обеспечить максимальное усиление напряжения примерно в 20 раз.

Первый каскад усилителя ПЧИ предназначен для работы во всем динамическом диапазоне потенциального входного сигнала ПЧ, подаваемого на усилитель. При этом входной сигнал ПЧ, подаваемый на последующий (-ие) и каскад (-ы) усилителя ПЧИ, будет работать в меньшем динамическом диапазоне входного сигнала регулировки усиления, соответствующего первому каскаду усилителя.

Первый каскад ПЧИ не должен перегружаться под воздействием самых больших входных дифференциальн