DK157966B - Forstaerker med indstillelig forstaerkningsgrad - Google Patents
Forstaerker med indstillelig forstaerkningsgrad Download PDFInfo
- Publication number
- DK157966B DK157966B DK179581A DK179581A DK157966B DK 157966 B DK157966 B DK 157966B DK 179581 A DK179581 A DK 179581A DK 179581 A DK179581 A DK 179581A DK 157966 B DK157966 B DK 157966B
- Authority
- DK
- Denmark
- Prior art keywords
- amplifier
- transistor
- emitter
- gain
- gain control
- Prior art date
Links
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 7
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 7
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 3
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 claims 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 11
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 244000045947 parasite Species 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007850 degeneration Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000003292 diminished effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G3/00—Gain control in amplifiers or frequency changers
- H03G3/02—Manually-operated control
- H03G3/04—Manually-operated control in untuned amplifiers
- H03G3/10—Manually-operated control in untuned amplifiers having semiconductor devices
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G1/00—Details of arrangements for controlling amplification
- H03G1/0005—Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G1/00—Details of arrangements for controlling amplification
- H03G1/0005—Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal
- H03G1/0017—Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal the device being at least one of the amplifying solid state elements of the amplifier
- H03G1/0023—Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal the device being at least one of the amplifying solid state elements of the amplifier in emitter-coupled or cascode amplifiers
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G1/00—Details of arrangements for controlling amplification
- H03G1/0005—Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal
- H03G1/0035—Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal using continuously variable impedance elements
- H03G1/0082—Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal using continuously variable impedance elements using bipolar transistor-type devices
Landscapes
- Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Description
i
DK 157966 B
Den foreliggende opfindelse angår en forstærker ifølge indledningen til krav 1.
I DE offentliggørelsesskrift 1.285.547 er omtalt en forstærker med en forstærkertransistor, hvis emitter-kollek-5 torstrækning er serieforbundet med emitter-kollektorstrækningen i en styretransistor. Styretransistoren modtager et styresignal på basis. Det er en ulempe ved denne forstærker, at styringen ændrer forstærkertransistorens jævnstrømsar-bejdspunkt. Denne kendte forstærkerindretning er da også 10 vekselstrømsforbundet og egner sig ikke til jævnstrømsforbundne forstærkere.
I DE offentliggørelsesskrift 1.934.788 er omtalt en forstærker med en forstærkertransistor i fælles emitterkob-ling, hvis emittermodstand er kortsluttet ved emitter-kollek-15 torstrækningen i en styretransistor.
I US patentskrift nr. 3.641.450 er omtalt en differentialforstærker, hvor forstærkertransistorens emittermodstand ligeledes er parallelkoblet med emitter-kollektorstrækningen i en styringstransistor.
20 Styringen påvirker også ved disse kredsløbsindret ninger jævnstrømsarbejdspunktet.
En forstærkningsstyret forstærker såsom mellemfrekvensforstærkeren i en fjernsynsmodtager skal opfylde et stort antal ofte modstridende driftskrav. F.eks. skal for-25 stærkeren være i stand til at udføre lineær forstærkning over hele det forstærkningsstyrede område. Forstærkerens indgangsimpedans og jævnstrømsforspændingen skal være konstant over forstærkningsområdet. Desuden skal behandlingsevnen over for indgangssignalet være tilstrækkelig til at 30 hindre overbelastning ved store indgangssignaler, og forstærkerens signal/støjforhold skal optimeres.
I DE offentliggørelsesskrift 3.116.230 er omtalt en forstærker, som opfylder disse krav på tilfredsstillende vis. Den beskrevne forstærker anvender en styret modstand 35 til at variere kollektorbelastningsimpedansen og derfor belastningslinien for forstærkeren som reaktion på et for- 2
DK 157966 B
stærkningsstyringssignal. Den særlige fordel ved denne forstærker er, at modstanden af kollektorbelastningen varieres ved hjælp af forstærkningsstyringssignalet uden at forstyrre forstærkertransistorens j ævnstrømsspænding.
5 Den foran nævnte forstærker virker udmærket som første forstærkertrin af et antal efter hinanden forbundne forstærkertrin i en mellemfrekvensforstærkerdel i et fjernsynsmodtageapparat. Dette skyldes delvis anvendelsen af den variable kollektorbelastning, som forbedrer signal/støjforholdet for 10 forstærkeren ved kraftige signaler (den mindste forstærkning) . I dette tilfælde, hvor signal/støjforholdet for forstærkeren er vigtigst, reduceres de støjfrembringende modstande i forstærkerens udgange. Det har imidlertid vist sig, at denne driftsmåde er mindre fordelagtig, når forstær-15 keren anvendes som det sidste, eller udgangstrin i en flertrins forstærker. I udgangstrinnet er signal/støjforholdet af 1 mindre betydning, fordi forstærkeren modtager forholdsvis kraftige signaler fra de forudgående forstærkertrin. Et vigtigere kriterium for udgangstrinnet er evnen til forvræng-20 ningsfrit at forstærke disse kraftige signaler til et endnu højere niveau, samtidig med at forstærkerens effektforbrug gøres så lille som muligt. Det har især vist sig, at med de* kraftige signalniveauer på udgangen af sluttrinnet drives PIN overgangene i den kollektorforbundne styrede modstand 25 så hårdt, at de nærmer sig tilstande, ved hvilke der forekommer intermodulation. Forstærkerens forstærkning nedsættes endvidere ved kraftige signaler, således at modstanden af PIN overgangen ved kollektorelektroderne på forstærkertransistorerne nedsættes. For at tilvejebringe de krævede kraftige 30 udgangssignaler må der tilvejebringes kraftige signalstrømme til hensigtsmæssigt at drive de lavohmige kollektorbelastnin-' ger. Dette kan medføre signalstrømme i forstærkerens strømforsyning, hvilket eventuelt kan medfører dårlig forstærkningsstabilitet .
35 3
DK 157966 B
Det er derfor formålet med opfindelsen at tilvejebringe en forstærker, som bibeholder ovennævnte forstærkers fordele, samtidig med at den sikrer forvrængningsfri forstærkning og nedsættelse af forstærkerens effektforbrug ved 5 højsignalforhold.
Det angivne formål opnås med en forstærker af den indledningsvis omhandlede art, som ifølge opfindelsen er ejendommelig ved den i krav l's kendetegnende del angivne udformning.
10 Ifølge opfindelsen er der tilvejebragt en forstærker med indstillelig forstærkningsgrad som virker med strømmodkob-ling, som kan ændres uden at påvirke forstærkerens jævnstrømsforspænding. Forstærkeren indbefatter en forstærkertransistor som er galvanisk forbundet i fællesemitterkobling 15 med en fast kollektorbelastningsmodstand. Forstærkertransistorens emitterimpedans omfatter en styret modstand med en basiselektrode, der er forbundet til forstærkertransistorens emitterelektrode, en emitterelektrode der modtager en variabel forstærkningsstyringsstrøm og en kollektorelektrode, 20 der er forbundet med et referencespændingspunkt. Ved signalfrekvenser virker basis-emitterovergangen i komponenten som en impedans eller modstand, der varierer omvendt med forstærkningsstyringsstrømmen gennem komponentens kollektor-emitterstrækning. Ved at variere modstanden af komponentens 25 basis-emitterovergang varieres emitterimpedansen og forstærkertransistorens modkobling, hvilket påvirker forstærkerens forstærkningsfaktor. Komponentens kollektor-emitterbane er adskilt fra transistorforspændings- eller strømforsyningskredsløbet, og derfor vil modulering af komponenten ikke 30 påvirke forstærkertransistorens jævnstrømsforspænding. Under højsignal (maksimal forstærkningsreduktion) forhold afbrydes den styrbare modstandskomponent fuldstændigt, således at den ikke indfører intermodulationsforvrængning i forstærkeren. Den faste kollektorbelastningsmodstand tilvejebringer 35 en konstant, høj udgangsimpedans, som nedsætter effektforbruget og signalstrømmene i forstærkere strømforsyning.
4
DK 157966 B
Forstærkertransistoren i den forstærkningsstyrede forstærker har i det typiske tilfælde en vis kollektor-basis-kapacitet, som kan påvirke forstærkerens ydeevne ugunstigt, når den anvendes som en mellemfrekvensforstærker i en fjern-5 synsmodtager. Før mellemfrekvensforstærkeren i en fjernsyns-modtager er der sædvanligvis anbragt et frekvensselektivt kredsløb, som afgrænser mellemfrekvensgennemgangsbåndet.
Når mellemfrekvenssignalerne føres fra dette kredsløb til basis på forstærkertransistoren, ses den effektive indgangs-10 kapacitet, som er en funktion af kollektor-basiskapaciteten og forstærkertransistorens spændingsforstærkning, fra udgangen af det frekvensselektive kredsløb som en del af forstærkerens indgangsimpedans. Når forstærkerens forstærkning øges, øges den tilsyneladende indgangskapacitet, og denne 15 forøgede kapacitet forstemmer det selektive kredsløb til en lavere frekvens. I fjernsynsmodtageren forskyder denne forstemning effektivt det frekvensselektive kredsløb bort fra billedbærebølgen og hen imod farvebærebølgen. Dette nedsætter effektivt videoinformationens signalniveau og signal/støjfor-20 holdet. Det er derfor ønskeligt at udforme den forstærkningsstyrede forstærker, således at forstærkerens indgangsimpedans forbliver konstant over hele forstærkningsstyringsområdet.
I overensstemmelse med et yderligere aspekt ved opfindelsen tilføjes der til indgangen på forstærkertransistoren en 25 emitterfølger-koblet transistor, som isolerer kollektor-basiskapaciteten fra det forudgående kredsløb.
Opfindelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 viser delvis skematisk og delvis på blok-30 diagramform en differential forstærkningsstyret forstærker, der er udformet i overensstemmelse med opfindelsens principper, og fig. 2 viser delvis skematisk og delvis på blokdiagramform en anden udførelsesform af opfindelsen, som 35 anvender "input-buffering".
O
5
DK 157966 B
I fig. 1 er vist en forstærkningsstyret differen-.tialforstærker omfattende en forstærkertransistor 10 og en forstærkertransistor 12. Et indgangssignal påtrykkes mellem basiselektroderne på forstærkertransistorerne ved 5 en klemme 32 og en klemme 34, og det forstærkede udgangssignal fås mellem kollektorelektroderne på de to transistorer ved en klemme 36 og en klemme 38. En belastningsmodstand 18 og en belastningsmodstand 20 er forbundet mellem de pågældende kollektorelektroder på forstær-10 kertransistoren og en spændingsforsyningskilde (B+). Ba-sisforspændingen til transistorerne 10 og 12 tilvejebringes ved en modstand 22 og en modstand 24, som er forbundet mellem de pågældende basiselektroder og en forspændingskilde (VBIAS)· Emitterne på de to forstærker-15 transistorer er indbyrdes forbundne ved hjælp af to modstande 26 og 28. En modstand 30 er forbundet mellem et fælles punkt 27 for modstandene 26 og 28 og et spændingsreferencepunkt (jord).
Emitterelektroderne på transistorerne 10 og 12 20 er også forbundet med basiselektroderne på de styrbare modstandskomponenter 14 henholdsvis 16. Kollektorelektroderne på de styrbare modstandskomponenter er forbundet med jord, og emitterelektroderne er indbyrdes forbundne. En automatisk forstærkningsstyringskreds 40 er 25 forbundet til de indbyrdes forbundne emitterelektroder på de styrbare modstandskomponenter og tilfører komponenterne forstærkningsstyringsstrøm 1G(-.·
De styrbare modstandskomponenter 14 og 16 kan omfatte sædvanlige transistorer og i en foretrukken ud-30 førelsesform ifølge opfindelsen, fungerer de på samme måde som de styrbare modstandskomponenter, der er beskrevet i US-patentansøgning nr. 143.033 med titlen "GAIN-CONTROLLED AMPLIFIER USING A CONTROLLABLE ALTERNATING-CURRENT RESISTANCE", som er indleveret den 23.
35 april 1980. Kort beskrevet er komponenterne udformet 6
DK 157966 B
O
som en lodret PNP-transistor, med basisområderne omfattende områder med hovedsagelig rent (højresistivt) halvledermateriale. Dette rene område adskiller P+ emitterområdet og et N+ basiskontaktområde med en af-5 stand, som er større end diffusionslængden for minoritetsbærerne, der injiceres i det rene område fra emitterområdet som svar på emitter-til-kollektorforstærk-ningsstyringsstrømmen IqC· Komponentens emitter-basis-overgang virker derfor som en ikke-ensrettende PIN-di-10 ode overfor høje frekvenser (dvs. større end en Megahertz) . Modstanden af komponentens emitter-basisovergang styres af I -strømmen fra den automatiske forstærknings-styringskreds 40, og aftager når I -strømmen vokser.
VjL
Praktisk taget hele I,, -strømmen løber i komponentens 15 emitter-til-kollektorstrækning, idet kun en lille jævnstrøm løber i komponentens basis. Denne basisstrøm er ubetydelig i sammenligning med emitterstrømmene i transistorerne 10 og 12, og vil derfor ikke forstyrre jævnstrømsforspændingen af forstærkertransistorerne 10 og 20 12.
Differentialforstærkeren i fig. 1 er balanceret omkring punkterne 15 og 27 midt i kredsløbet. Disse punkter udgør derfor virkelige signalnulpunkter for komplementære indgangssignaler, der påtrykkes klemmerne 32 og 25 34. Idet disse punkter er virkelige signaljordpunkter, har transistoren 10 en effektiv emitterimpedans over for vekselstrømssignaler omfattende basis-emittermodstanden i komponenten 14 i parallel med modstanden 26, som er forbundet mellem transistorens emitter og signalreference-30 spændingen. Transistoren 12's vekselstrømsemitterimpedans omfatter ligeledes parallelkombinationen af modstanden 28 og basis-emitterovergangen i komponenten 16. Modstanden 30 afslutter jævnstrømsemitterforspændingsstrækningen for de to transistorer.
35
O
7 DK 157966 B
I drift reagerer den automatiske forstærkningsstyringskreds 40 på modtagelsen af svage indgangssignaler med at forøge styrken af forstærkningsstyringsstrømmen I... Den store nedsætter modstanden af basis-emit-5 terovergangene i komponenterne 14 og 16. Disse formindskede -odstande kommer i parallel med modstandene 26 henholdsvis 28, og parallelimpedanserne frembringer småsignalim-pedanser mellem emitterne i transistorerne og signaljord. De lave emitterimpedanser får transistorerne 10 og 10 12 til at fungere i en tilstand med stor forstærknings faktor hvorved de svage indgangssignaler forstærkes meget.
Når indgangssignalniveauerne forøges, reagerer den automatiske forstærkningskreds 40 med at formindske 15 I strømmen til de styrede modstandskomponenter. Dette forøger modstandene af komponenternes basis-emitterover-gange, hvilket forøger vekselstrømemitterimpedanserne for transistorerne, hvorved forstærkningen af forstærkertransistorerne nedsættes. Ved den største forstærk-20 ningsmindskning (den mindste forstærkningstilstand) formindskes til nul, og transi s toremitter impedanserne er hovedsagelig lig med værdien af modstandene 26 og 28 ved vekselstrømssignaler.
I kredsløbet i fig. 1 kan kollektor-basiskapaci-25 teten af forstærkertransistorerne 10 og 12 forringe for stærkerens ydeevne, når den anvendes som mellemfrekvens-forstærkertrin i en fjernsynsmodtager. Tilbagekobling på grund af denne kapacitet kan nedsætte forstærkerens forstærkning, og impedansændringen ved indgangselektroder-30 ne kan forstemme selektiviteten af de forudgående kreds løb, som er forbundet med terminalerne 32 og 34. I kredsløbet i fig. 2 er disse virkninger fra kollektor-basis-kapaciteten nedsat. Komponenter i fig. 2, der udfører samme funktion som dem i fig. 1, har samme henvisningstal.
35
O
8
DK 157966 B
I kredsløbet i fig. 2 er der ved indgangene til forstærkertransistorerne 10 og 12 anbragt bufferkredse bestående af emitterfølgerkoblede transistorer 50 og 52. Klemmen 32 og forspændingsmodstanden 22 er forbundet til 5 basis på transistoren 50, hvis emitter er forbundet med basis på transist·, .en 10 og med en modstand 54. Klemmen 34 og forspændingsmodstanden 24 er forbundet med basis på transistoren 52, hvis emitter er forbundet med basis på transistoren 12 og med en modstand 56. Modstandene 54 10 og 56 er indbyrdes forbundne og er forbundet med jord ved deres fælles punkt ved hjælp af en modstand 58.
Kollektorerne på transistorerne 50 og 52 er indbyrdes forbundne og modtager forsyningsspænding fra en forspændingsforsyning 70. Forspændingsforsyningen 70 til-15 vejebringer også forsyningsspænding til kollektorbelast-ningsmodstandene 18 og 20.
Modstandene 26 og 28 i fig. 1 er i fig. 2 erstattet af en enkelt modstand 60, som er forbundet mellem emitterelektroderne på transistorerne 10 og 12. En mod-20 stand 62 og en modstand 64 er serieforbundne mellem emit-terne på transistorerne 10 og 12, og en modstand 66 er forbundet mellem fællespunktet for disse to modstande og jord og afslutter herved jævnstrømsemitterforspændings-strækningerne for transistorerne 10 og 12.
25 Virkningerne fra transistorerne 10 og 12's kollek- tor-basiskapacitet findes på basis af disse transistorer.
Disse virkninger undertrykkes imidlertid fra indgangsklemmerne 32 og 34 ved hjælp af de emitterfølgerkoblede transistorer 50 og 52. Indgangsimpedansen ved basis på tran-3Q sistorerne 50 og 52 forbliver hovedsagelig konstant og høj, fordi indvirkningen fra transistorerne 10 og 12's kollektor-basiskapacitet under forstærkningsvariationen effektivt deles af buffertransistorernes betaer. De pågældende emitterovergange i transistorerne 50 og 52 og 35 båsis på transistorerne 10 og 12 forbliver på et fast jævnstrømsforspændingsniveau i kraft af forbindelsen af forspændingsmodstandene 54, 56 og 58.
DK 157966 B
O
9
Ligesom i kredsløbet i fig. 1 varieres forstærkningen af forstærkertransistorerne 10 og 12 i fig. 2 ved styrbart at variere I_._, som ændrer basis-emittermodstan-dene i komponenterne 14 og 16 og derfor transistorernes 5 emitterdegeneration. En modstand 60 er anbragt ved det balancerede kredsløbs midte, og et .gnaxnul fremkommer effektivt ved denne modstands midte, når komplementære indgangssignaler påtrykkes. Det halve af denne modstand er derfor effektivt forbundet mellem emitteren på hver 10 transistor 10 og 12 og et signalreferencespændingspunkt.
Virkemåden af den forstærkningsstyrede forstærker i fig. 2 kan illustreres ved anvendelse af værdierne af modstandskomponenterne, der som eksempel er vist i fig. 2. Til dette formål antages det, at forstærkeren 15 er udformet fuldstændigt som et integreret kredsløb med undtagelse af den automatiske forstærkningsstyringskreds 40, og at forstærkeren skal anvendes som det sidste udgangstrin i en kaskadekoblet række af forstærkningsstyrede mellemfrekvensforstærkere til en fjernsynsmodtager.
20 Eftersom forstærkeren udgør mellemfrekvensudgangstrinnet, skal den være i stand til at behandle forholdsvis kraftige indgangssignaler fra de foregående forstærkertrin. Forstærkeren er udformet med henblik på at tilvejebringe et hovedsagelig konstant signalniveau på 60 millivolt ef-25 fektiv værdi målt på videosignalsynkroniseringsspidsen på udgangsterminalerne 36 eller 38. Forstærkeren er også udformet til at have en største forstærkningsværdi på 20 db samt et forstærkningsreduceringsområde på 10 db regnet fra den maksimale forstærkning. Impedansniveauet skal være 30 højt for at nedsætte effektforbruget og signalstrømmene i forstærkeren og dens effektforsyning.
Forstærkertransistorerne 10 og 12 driver belastningsmodstandene 18 og 20, på hver 1 kiloohm, således at der fremkommer 60 millivolt udgangssignaler på klemmerne 36 og 38.
35 I den i førnævnte patentansøgning nr. 143,032 beskrevne forstærkningsstyrede forstærker var de styrbare modstands- 10
DK 157966 B
o komponenter 14 og 16's variable modstande i parallel med de faste belastningsmodstande. Ved den maksimale forstærkningsreducering udviste disse komponenter lave modstande i denne forstærker, hvilket ville kræve kraftige signal-5 drivstrømme til at opretholde de nødvendige 60 millivolt udgangssignaler. I forstærkeren i fig. 2 kræves ikke kraftige signaldrivstrømme, eftersom udgangsbelastningerne 18 og 20 er faste, forholdsvis høje impedanser ved den maksimale forstærkningsreducering.
10 Når forstærkeren i fig. 2 er udformet som en inte greret kreds, har belastningsmodstandene 18 og 20 parasitkapaciteter parallelkoblet over sig, hvilket nedsætter deres impedanser ved signalfrekvenserne. I det typiske tilfælde er belastningsimpedansen for forstærkertransi-15 storerne derfor 700 ohm ved mellemfrekvenssignalfrekven-serne, når der tages hensyn til disse kapaciteter. Ved dette eksempel antages det at forstærkertransistorernes udgangsimpedanser er 700 ohm.
Jævnstrømsforspændingen for transistorerne 10 og 20 12 vælges nu således, at der tilvejebringes hovedsage lig forvrængningsfri drift ved de krævede effektniveauer såvel som den ønskede forstærkning og indgangssignalbehandlingsevne. Der kræves kun omkring 120 mikroampere hvilestrøm for at påtrykke en 700 ohm belastning 60 milli-25 volt. Der kræves imidlertid yderligere strøm i forstærkertransistoren for at nedsætte signalernes forvrængning.
Der behøves omtrent 300 mikroampere til en antagelig linearitet og en krævet udgangseffekt. Men undersøgelsen slutter ikke her, fordi der også må tages hensyn til forstærk-30 ningen og signalbehandlingsevnen.
Det kræves at forstærkeren tilvejebringer 20 db i forstærkning ved den maksimale forstærkning. Spændingsforstærkningen fra forstærkeren udregnes som: 35 VGAIN = Zl/RE ^
O
n DK 157966 B
hvor ZT er den 700 ohm store kollektorimpedans, og R„ er L h summen af den dynamiske emittermodstand (herunder kontaktmodstand) for forstærkertransistoren, r , og vekselstrøms-modstanden, der er forbundet mellem transistorens emitter 5 og signalreferencespændingen, Rg. Der opnås 20 db forstærkning, når Rg = 70 ohm for en 700 ohm belastning. Modstanden r i transistoren er en funktion af transistorens e jævnstrømsemitterstrøm, og den varierer fra omkring 60 ohm ved 0,5 milliampere emitterstrøm til omkring 10 ohm 10 ved 3 milliampere. Eftersom R=r +R =70 ohm må en i!« β 6 stor r afbalanceres af en mindsket R . Hvis f.eks. for-e e stærkertransistoren forspændes med 0,5 milliampere emitter-strøm, må Rg, som er modstanden af basis-emitterovergan-gen i den styrede modstandskomponent i parallel med den 15 halve modstandsværdi af modstanden 60 (290 ohm), være 10 ohm. For at opnå en værdi på 10 ohm for Re kræves omtrent en strømstyrke på 10 milliampere for Ι__,. Dette er
CjL
en uønsket stor værdi for og derfor er i dette ek- sempel forstærkertransistorerne forspændt med en emitter-20 strøm på 1,0 milliampere, hvilket medfører en modstandsværdi re på omkring 30 ohm. Forstærkningsstyringskomponenterne kan nu styres af I der har en maksimal værdi på 4 milliampere med henblik på at opnå den ønskede forstærkning og det Ønskede forstærkningsreduceringsområde 25 som vist i tabel I.
30 35
O
12
DK 157966 B
Tabel I
(værdierne er for den ene side af forstærkeren) ® Forstærknings- Re^R14 e-*--*-er „
reduceringsom- _ Ί „ i parallel med . E
", , I__/2 R. . eller R1(, e OQn o (R + r ) rade (10 db) GC 14 16 290 iC e e
Max forstærk- 2 mA 48 Λ 41 Jv 71 Λ ning (20 db) l,76mA 51 A 43 A 73 Λ 10 1,24mA 70 Λ 56 Λ 86 Λ i 0,73mA 105 A 77 Λ 107 Λ
Min forstærk- 0,26mA 240 Λ 131A 161 A
ning (9,2 db) 0,0 mA 800 Λ 212 A 242 „1 15
Af ligning (1) ses det, at den maksimale forstærkning for forstærkeren er Z^/Rg = 700/71 ^ 10 = 20 db. Ved den maksimale forstærkningsreducering er forstærkningen 700/242 ^ 2,89 = 9,2 db, hvor- 20 ved der opnås et forstærkningsreduceringsområde lige o-ver 10 db.
Ved kraftige signalniveauer modtager den forstærkningsstyrede komponent ingen IGC, og emittermodstanden, der er forbundet med transistoren, har den halve 25 værdi af modstanden 60, som er i parallel med den forstærkning s s tyrede komponents parasitkapacitet. Som det ses i tabel I har denne parasitkapacitet en omtrentlig impedans på 800 ohm ved de i dette eksempel anvendte mellemfrekvenssignalfrekvenser. Eftersom den forstærk-30 ningsstyrede komponent i det væsentlige er afbrudt ved den maksimale forstærkningsreducering, når emittersig-nalniveauerne er høje, indføres der næsten ingen forvrængning i forstærkeren fra den forstærkningsstyrede komponent ved høje signalniveauer.
35
DK 157966 B
13
O
Forstærkerens indgangssignalbehandlingsevne bestemmes af forholdet mellem r og R . For forstærkertran- e e sistorerne sker der et spændingsfald på op til 13 millivolt af det påtrykte signal over disse transistores dyna- 5 miske emittermodstande r , som hver er 30 ohm i det valgte eksempel. De højeste indgangssignalniveauer modtages, når forstærkeren er i en tilstand med minimumforstærkning (maksimumforstærkningsreducering), til hvilket tidspunkt R er omtrent 242 ohm. Eftersom r og R er i se-
. Λ ^ C S
rie med de påtrykte signaler, når spændingsfaldet over rg er 13 millivolt, sker der et spændingsfald på omtrent 105 millivolt over den 242 ohm store modstand
Re: 15 fe 30Λ _ 13 mv R 242Λ 105mv e
Forstærkeren er således i stand til at behandle indgangssignaler op til omkring 118 millivolt på hver indgangskiemme med ubetydelig forvrængning. I det fore- 20 liggende eksempel er det imidlertid antaget at de indgangssignalniveauer, som påtrykkes forstærkeren, ikke o-verstiger 20 millivolt, hvilket er et godt stykke under 118 millivoltgrænsen.
De viste udførelsesformer kan også fungere som 7 5 modulatorer. Når dette er tilfældet, erstattes den automatiske forstærkningsstyringskreds 40, som tilfører styrestrømmen lnn, med en forstærker, som tilfører en module-ret strøm I , der repræsenterer et moduleringsinforma-tionssignal. Modstanden af de styrede modstandskomponen-ter 14 cg 16 varieres derpå som funktion af denne modulerede strøm, hvilket ændrer forstærkningen af forstærkertransistorerne 10 og 12 som funktion af den modulerede strøms information. Et bærersignal påtrykkes mellem indgangsklemmerne 32 og 34, hvorved der frembringes e'n 35 bærer, som amplitudemoduleres af informationsindholdet i den modulerede strøm mellem udgangsklemmerne 36 og 38.
Claims (4)
1. Forstærker med indstillelig forstærkningsgrad omfattende: en forstærkertransistor (10) i fælles emitterkobling, 5 en kilde (40) til forstærkningsstyringsstrommen og en forstærjcningsstyringskomponent indbefattende en forstærkningsstyringstransistor (14), der er forbundet med emitteren på nævnte forstærkertransistor (10) til styring af forstærkningen i forstærkertransistoren (10) som svar på 10 nævnte forstærkningsstyringsstrøm, kendetegnet ved, at nævnte forstærkningsstyringstransistor (14) har sin basiselektrode forbundet med emit-terelektroden på forstærkertransistoren (10), emitterelek-troden forbundet med nævnte kilde (40) til forstærknings-15 styringsstrømmen og kollektorelektroden forbundet med et referencespændingspunkt (jord), idet nævnte forstærkningsstyringsstrøm bevirker at en forstærkningsstyret transis-torkollektorstrøm, som i hovedsagen er af samme størrelse som forstærkningsstyringsstrømmen, overføres til emitterelek-20 troden på forstærkningsstyringstransistoren (14), og at en basiselektrodestrøm for forstærkningsstyringstransistoren, som er væsentlig mindre end nævnte forstærkningsstyringsstrøm, overføres til nævnte emitterelektrode, idet nævnte forstærkningsstyringstransistor (14) tilvejebringer en vari-25 abel impedans i forstærkertransistorens (10) emitterelektrode, hvilken variabel impedans tilvejebringes ved ændring af modstanden mellem basis og emitter på forstærkningsstyrings trans is toren (14).
2. Forstærker ifølge krav 1, indbefattende 30 en anden forstærkertransistor (12), som indgår i en differentialforstærker sammen med den første forstærkertransistor (10), kendetegnet ved, at indbefatte en anden forstærkningsstyringstransistor (16), hvis basiselektrode er forbundet med emitterelektroden 35 på den anden transistor (12), hvis kollektorelektrode er forbundet med et referencespændingspunkt og hvis emitter- DK 157966 B elektrode er forbundet med forstærkningsstyringsstrømkilden (40), idet forstærkningsstyringstransistoren (16) udviser en impedans mellem emitterelektrode og basiselektrode, som varierer som funktion af strømstyrken mellem disse elektro-5 der.
3. Forstærker ifølge krav 2, til anvendelse i en fjernsynsmodtager som mellemfrekvensforstærker, k e n d e t egnet ved, at nævnte forstærkningsstyringsstrømkilde (40) omfatter et automatisk forstærkningsstyringskredsløb 10 (AGC-kredsløb), og at nævnte forstærkningsstyringstransistorer (14, 16) påvirkes af nævnte AGC-kredsløb med henblik på at styre forstærkningen af de som mellemfrekvensforstærkere virkende forstærkertransistorer (10, 12).
4. Forstærker ifølge krav 2, til anvendelse som modu-15 latorkredsløb, kendetegnet ved, at nævnte forstærkningsstyringsstrømkilde strømforsyner et modulationskredsløb, og at emitterne på nævnte første og anden forstærkningsstyringstransistor (14, 16) modtager nævnte moduleringsstrøm.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/143,035 US4345214A (en) | 1980-04-23 | 1980-04-23 | Variable emitter degeneration gain-controlled amplifier |
US14303580 | 1980-04-23 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DK179581A DK179581A (da) | 1981-10-24 |
DK157966B true DK157966B (da) | 1990-03-05 |
DK157966C DK157966C (da) | 1990-08-13 |
Family
ID=22502323
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DK179581A DK157966C (da) | 1980-04-23 | 1981-04-22 | Forstaerker med indstillelig forstaerkningsgrad |
Country Status (23)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4345214A (da) |
JP (1) | JPS56168415A (da) |
KR (1) | KR850000733B1 (da) |
AR (1) | AR231889A1 (da) |
AT (1) | AT383236B (da) |
AU (1) | AU542842B2 (da) |
BE (1) | BE888511A (da) |
CA (1) | CA1170731A (da) |
DD (1) | DD158458A5 (da) |
DE (1) | DE3116228C2 (da) |
DK (1) | DK157966C (da) |
ES (1) | ES501552A0 (da) |
FI (1) | FI74367C (da) |
FR (1) | FR2481541B1 (da) |
GB (1) | GB2074410B (da) |
IT (1) | IT1194044B (da) |
NL (1) | NL190681C (da) |
NZ (1) | NZ196874A (da) |
PL (1) | PL135040B1 (da) |
PT (1) | PT72855B (da) |
SE (1) | SE448801B (da) |
SU (1) | SU1268118A3 (da) |
ZA (1) | ZA812598B (da) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5952874A (ja) * | 1982-09-20 | 1984-03-27 | Toshiba Corp | 利得制御回路装置 |
JP3935948B2 (ja) * | 1996-05-09 | 2007-06-27 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 可制御相互コンダクタンスを有する縮退差動対 |
JP4054716B2 (ja) * | 2003-05-16 | 2008-03-05 | 沖電気工業株式会社 | 可変ゲインアンプ及びam変調信号受信回路及び検波回路 |
US8611836B2 (en) * | 2010-08-25 | 2013-12-17 | Skyworks Solutions, Inc. | Amplifier gain adjustment in response to reduced supply voltage |
RU2719419C1 (ru) * | 2019-12-16 | 2020-04-17 | Открытое акционерное общество "Межгосударственная Корпорация Развития" (ОАО"Межгосударственная Корпорация Развития") | Способ автоматической регулировки усиления и устройство его реализующее |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3002090A (en) | 1958-08-27 | 1961-09-26 | Hazeltine Research Inc | Automatic-gain-control system |
DE1247405B (de) | 1960-06-09 | 1967-08-17 | Telefunken Patent | In einem weiten Bereich regelbarer einstufiger Transistorverstaerker |
DE1285547B (de) * | 1965-04-17 | 1968-12-19 | Te Ka De Fernmeldeapp Gmbh | Verfahren zur automatischen Verstaerkungsregelung einer gegengekoppelten Transistor-Verstaerkerstufe in Emitterschaltung |
DE1943788A1 (de) * | 1969-08-28 | 1971-03-04 | Siemens Ag | Schaltungsanordnung fuer eine integrierte Verstaerkerstufe mit gesteuerter Gegenkopplung |
US3641450A (en) * | 1970-12-15 | 1972-02-08 | Motorola Inc | Gain controlled differential amplifier circuit |
US3700937A (en) * | 1971-07-01 | 1972-10-24 | Branson Instr | Submersible ultrasonic transducer assembly |
FR2204333A5 (da) * | 1972-10-20 | 1974-05-17 | Thomson Csf | |
DE2262089C3 (de) | 1972-12-19 | 1975-10-30 | Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg | Schaltungsanordnung zur elektronischen Frequenzbeeinflussung, insbesondere elektronischer Klangeinsteller |
JPS5625815B2 (da) * | 1974-02-14 | 1981-06-15 | ||
NL161318C (nl) | 1974-06-17 | 1980-01-15 | Philips Nv | Symmetrische inrichting voor het vormen van een regel- bare wisselstroomweerstand. |
US4131809A (en) * | 1974-06-17 | 1978-12-26 | U.S. Philips Corporation | Symmetrical arrangement for forming a variable alternating-current resistance |
DE2804142C3 (de) * | 1978-01-31 | 1982-02-11 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Schaltungsanordnung zur Kompensation von Verlustströmen, die in einem zur Verstärkungsregelung von integrierten, breitbandigen Differenzverstärkern verwendeten dynamischen Widerstand durch parasitäre Transistoren bedingt sind |
US4267518A (en) * | 1979-09-13 | 1981-05-12 | Sperry Corporation | Gain controllable amplifier stage |
US4344043A (en) * | 1980-04-23 | 1982-08-10 | Rca Corporation | Variable load impedance gain-controlled amplifier |
-
1980
- 1980-04-23 US US06/143,035 patent/US4345214A/en not_active Expired - Lifetime
-
1981
- 1981-04-03 IT IT20925/81A patent/IT1194044B/it active
- 1981-04-14 PT PT72855A patent/PT72855B/pt not_active IP Right Cessation
- 1981-04-14 CA CA000375486A patent/CA1170731A/en not_active Expired
- 1981-04-16 FI FI811188A patent/FI74367C/fi not_active IP Right Cessation
- 1981-04-16 SE SE8102482A patent/SE448801B/sv not_active IP Right Cessation
- 1981-04-16 AU AU69634/81A patent/AU542842B2/en not_active Ceased
- 1981-04-16 GB GB8112131A patent/GB2074410B/en not_active Expired
- 1981-04-17 PL PL1981230736A patent/PL135040B1/pl unknown
- 1981-04-17 JP JP5907981A patent/JPS56168415A/ja active Granted
- 1981-04-21 ZA ZA00812598A patent/ZA812598B/xx unknown
- 1981-04-21 BE BE0/204565A patent/BE888511A/fr not_active IP Right Cessation
- 1981-04-22 AR AR285048A patent/AR231889A1/es active
- 1981-04-22 FR FR8108019A patent/FR2481541B1/fr not_active Expired
- 1981-04-22 NL NL8101991A patent/NL190681C/xx not_active IP Right Cessation
- 1981-04-22 ES ES501552A patent/ES501552A0/es active Granted
- 1981-04-22 KR KR1019810001384A patent/KR850000733B1/ko active
- 1981-04-22 AT AT0182481A patent/AT383236B/de not_active IP Right Cessation
- 1981-04-22 DK DK179581A patent/DK157966C/da not_active IP Right Cessation
- 1981-04-22 SU SU813272953A patent/SU1268118A3/ru active
- 1981-04-22 NZ NZ196874A patent/NZ196874A/en unknown
- 1981-04-23 DE DE3116228A patent/DE3116228C2/de not_active Expired
- 1981-04-23 DD DD81229456A patent/DD158458A5/de not_active IP Right Cessation
Also Published As
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3512096A (en) | Transistor circuit having stabilized output d.c. level | |
US3786362A (en) | Balanced output operational amplifier | |
US4218662A (en) | Circuit arrangement for optional dynamic compression or expansion | |
US3731215A (en) | Amplifier of controllable gain | |
US4344043A (en) | Variable load impedance gain-controlled amplifier | |
JPH0432588B2 (da) | ||
US4366450A (en) | Automatic gain control circuit | |
US4464633A (en) | Amplifier incorporating gain distribution control for cascaded amplifying stages | |
DK157966B (da) | Forstaerker med indstillelig forstaerkningsgrad | |
US4344044A (en) | Gain-controlled amplifier utilizing variable emitter degeneration and collector load impedance | |
US3027518A (en) | Automatic gain control system | |
US3723895A (en) | Amplifier of controllable gain | |
US4441121A (en) | Adjustable coring circuit | |
US4342005A (en) | Television intermediate frequency amplifier with feedback stabilization | |
US4366443A (en) | Television intermediate frequency amplifier | |
US4329713A (en) | Television automatic gain control system | |
CA1038048A (en) | Controllable gain signal amplifier | |
KR20030086238A (ko) | 무선 주파수 튜너용 회로 스테이지 및 무선 주파수 튜너 | |
US3500222A (en) | Semiconductor amplifier gain control circuit | |
KR100651623B1 (ko) | 비선형 신호 프로세서 | |
US4408167A (en) | Current amplifier stage with diode interstage connection | |
US3486120A (en) | Cross modulation rejection system | |
US4025870A (en) | Low distortion amplifier having high slew rate and high output impedance | |
KR920000983B1 (ko) | 조정 가능한 코어링 회로 | |
JP2794916B2 (ja) | 増幅回路 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PBP | Patent lapsed |