PL102412B1 - Feedback amplifier - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest wzmacniacz ze sprzezeniem zwrotnym o charakterystyce czestotliwosciowej dowolnie ksztaltowanej za pomoca doboru elementów petli sprzeze¬ nia zwrotnego, przeznaczony do zastosowania w pasmie czestotliwosci do okolo 1 GHz.

W dotychczasowych rozwiazaniach wzmacniaczy ze sprzezeniem zwrotnym, wielostopniowym lub lokalnym, wykorzystuje sie najczesciej zasilanie równolegle, chociaz w niektórych specyficznych rozwiazaniach spotyka sie za¬ silanie szeregowe. W obydwu przypadkach, zwlaszcza w zakresie wielkich czestotliwosci i przy zasilaniu szerego¬ wym, petla wielostopniowego sprzezenia zwrotnego dla pradu stalego i zmiennego sa od siebie odseparowane.

Niedogodnosciami dotychczas stosowanych rozwiazan sa najczesciej: stosunkowo maly zakres liniowosci charakterys¬ tyki dynamicznej w szerokim zakresie czestotliwosci, ko¬ niecznosc stosowania rozbudowanych ukladów filtrów odsprzegajacych zasilanie, stosunkowo duza podatnosc na generacje drgan pasozytniczych w zakresie wielkich czesto¬ tliwosci. W przypadku stosowania scalonych wzmacniaczy pólprzewodnikowych zasadnicza niedogodnoscia jest ogra¬ niczenie górnej czestotliwosci granicznej, wynikajace z na¬ turalnych wlasciwosci technologii ukladów monolitycznych.

Celem wynalazku jest opracowanie wzmacniacza ze sprze¬ zeniem zwrotnym nie posiadajacego wyzej wymienionych wad i niedogodnosci dotychczasowych rozwiazan.

Istota wynalazku polega na tym, ze dwa czlony aktywne wzmacniacza, znajdujace sie w torze glównym sygnalu i uklad wielostopniowego sprzezenia zwrotnego polaczone sa szeregowo dla pradu stalego, dzieki czemu drugi czlon aktywny wraz z ukladem sprzezenia zwrotnego reprezentuje zródlo pradowe zasilajace calosc wzmacniacza. Uklad sprze¬ zenia zwrotnego sklada sie zodpowiednio polaczonych impe- dancji. Pomiedzy wejscie i wyjscie ukladu sprzezenia zwrot¬ nego wlaczone sa trzy polaczone szeregowo impedancje.

Równolegle do drugiej impedancji wlaczone sa dodatkowo dwie impedancje, równiez polaczone szeregowo, przy czym punkt wspólny tych impedancji jest zwarty z masa poprzez kolejna impedancje.

Zasadniczymi zaletami wzmacniacza wedlug wynalazku sa: osiagalne duze pole wzmocnienia w szerokim zakresie czestotliwosci, male znieksztalcenia liniowe charakterystyk czestotliwosciowych,' dobra wymiennosc wzmocnienia na pasmo i odwrotnie oraz male znieksztalcenia intermodula- cyjne, przy zmniejszonym poborze mocy pradu stalego.

Ponadto uklad charakteryzuje sie dobra odpornoscia na generacje drgan pasozytniczych, co ulatwia kaskadowe la¬ czenie tego typu ukladów, bez koniecznosci stosowania rozbudowanych filtrów odsprzegajacych zasilanie. Z pun¬ ktu widzenia realizacji technologicznej i uzysku produkcyj¬ nego nie bez znaczenia jest prostota topologiczna wzmac¬ niacza oraz mala wrazliwosc parametrów elektrycznych na rozrzut wartosci elementów, co zapewnia stosunkowo latwa realizaqe ukladu, szczególnie technika hybrydowa.

Przedmiot wynalazku jest pokazany w przykladzie wy¬ konania na rysunku, na którym fig. lprzedstawia schemat blokowy wzmacniacza, ze sprzezeniem zwrotnym, a fig. 2 —schemat ideowy tego wzmacniacza. 102 412102 412 3 Wzmacniacz ze sprzezeniem zwrotnym (fig. 1) sklada sie z dwóch aktywnych czlonów wzmacniajacych A i B oraz ukladu sprzezenia zwrotnego F. Sygnal wejsciowy wzmacniacza doprowadzony na wejscie WE po przejsciu przez czlon wzmacniajacy A podawany jest na wejscie 5 czlonu wzmacniajacego B, którego wyjscie WY jest wyjs¬ ciem ukladu wzmacniacza. Sygnal wyjsciowy czlonu wzma¬ cniajacego B po przejsciu przez uklad sprzezenia zwrotnego Fpodawany jest na drugiewejscie czlonu wzmacniajacego A.

Dla pradu stalego, poszczególne bloki wzmacniacza po- io laczone sa szeregowo tak, ze staly prad zasilajacy uklad wzmacniacza plynie od dodatniego bieguna napiecia za¬ silania, poprzez czlon wzmacniajacy A, uklad sprzezenia zwrotnego F i czlon wzmacniajacy B, do ujemnego bieguna napiecia zasilajacego. Taki sposób polaczenia zapewnia, 15 ze czlon wzmacniajacy B wraz z ukladem sprzezenia zwrot¬ nego F stanowia zródlo pradowe zasilajace czlon wzmacnia¬ jacy A.

Pokazany na fig. 2 uklad wzmacniacza zbudowany jest z dwóch czlonów wzmacniajacych pracujacych na tranzys- 20 torach Tj i T2 oraz pasywnego ukladu sprzezenia zwrotnego F, zlozonego z impedancji Zi, Z2,Z3, Z4, Z5 i Z6.

Pierwszy czlon wzmacniajacy stanowi tranzystor Tx w ukladzie wspólnego emitera z rezystorem kolektorowym Rk oraz rezystorem polaryzujacym baze R±. Kolektor 25 tranzystora T± jest sprzezony przez kondensator C z baza tranzystora T2 spolaryzowana za pomoca rezystora R2.

Emiter tranzystora T3 polaczony jest z ujemnym biegu¬ nem zasilania, poprzez rezystor Re. Wyjscie wzmacniacza, które stanowi kolektor tranzystora T2 polaczone jest przez 39 uklad sprzezenia zwrotnego F oraz tranzystor T2, ktróy 4 stanowi zródlo pradowe zasilajace tranzystor Ti. Dzieki temu uzyskuje sie znacznie lepsza stabilizacje stalopradowa ukladu. Dla sygnalu zmiennego petla sprzezenia zwrotnego znajduje sie pomiedzy wyjsciem wzmacniacza a emiterem tranzystora T±.

W ukladzie wzmacniacza przedstawionym na fig. 2 poprzez odpowiedni dobór wartosci impedancji Z13... Z6 mozna ksztaltowac i korygowac charakterystyki czestotli¬ wosciowe calego wzmacniacza. W przypadku szczególnym, gdy np. Zi = 0, Z6 = 0, Z2, Z3 i Z4 sa rezystorami, a Zs stanowi kondensator, uklad z fig. 2 staje sie wzmacniaczem szerokopasmowym, zapewniajacym duza wartosc pola wzmocnienia, w zakresie czestotliwosci do okolo 1 GHz.

— F / I :~H—' i V we wy Frg. 4.

Ffg.2.

Claims (2)

Zastrzezenie patentowe

1. Wzmacniacz ze sprzezeniem zwrotnym, zawierajacy w torze glównym sygnalu dwa czlony aktywne wzmacnia¬ jace polaczone kaskadowo oraz w torze sprzezenia zwrotnego uklad sprzezenia zwrotnego, znamienny tym, ze dla pradu stalego zasilajacego czlon aktywny wzmacniajacy (A), uklad sprzezenia zwrotnego (F) i czlon aktywny wzmacnia¬ jacy (B) sa polaczone szeregowo.

2. Wzmacniacz wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze uklad sprzezenia zwrotnego (F) zbudowany jest tak, ze wejscie ukladu sprzezenia zwrotnego (F) polaczone jest z jego wyjsciem poprzez szeregowo polaczone kolejno impedancje (Z6, Z3, ZJ przy czym do impedancji (Z3) dolaczone sa równolegle impedancje (Z2, Z4) polaczone szeregowo, a punkt wspólny impedancji (Z2, Z4), poprzez impedancje (Z5), zwarty jest z masa. *\102 412 / T A —**