PL108923B1 - Image amplifier - Google Patents

Image amplifier Download PDF

Info

Publication number
PL108923B1
PL108923B1 PL1976193759A PL19375976A PL108923B1 PL 108923 B1 PL108923 B1 PL 108923B1 PL 1976193759 A PL1976193759 A PL 1976193759A PL 19375976 A PL19375976 A PL 19375976A PL 108923 B1 PL108923 B1 PL 108923B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
amplifier
transistor
voltage
terminal
circuit
Prior art date
Application number
PL1976193759A
Other languages
Polish (pl)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed filed Critical
Publication of PL108923B1 publication Critical patent/PL108923B1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/64Circuits for processing colour signals
    • H04N9/648Video amplifiers
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/08Modifications of amplifiers to reduce detrimental influences of internal impedances of amplifying elements
    • H03F1/22Modifications of amplifiers to reduce detrimental influences of internal impedances of amplifying elements by use of cascode coupling, i.e. earthed cathode or emitter stage followed by earthed grid or base stage respectively

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Picture Signal Circuits (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest wzmacniacz wizyj¬ ny, zwlaszcza dla kaskodowych wyjsciowych stop¬ ni wizyjnych o szerokim pasmie przenoszenia i malych stratach mocy.Znane sa rózne typy kaskodowych wyjsciowych wzmacniaczy wizyjnych przedstawione na przyklad w amerykanskich opisach patentowych nr. 3 499 104, nr. 3 598 312 i nr. 3 823 2.64. Urzadzenie kaskodowe zawiera zwykle zasilany niskim napieciem stopien w ukladzie wspólnego emitera o duzym wzmoc¬ nieniu pradowym, który jest polaczony z zasila¬ nym wysokim napieciem w ukladzie wspólnej ba¬ zy o jednostkowym wzmocnieniu pradowym. Sto¬ pien w ukladzie wspólnej bazy oddziela kolektor stopnia zasilanego niskim napieciem od zmian na¬ piecia na obciazeniu, zmniejszajac w ten sposób do minimum efekt Millera wzrostu pojemnosci mie¬ dzy kolektorem a baza stopnia zasilanego niskim napieciem. Ponadto nie wystepuje wzrost pojem¬ nosci wywolywany efektem Millera w stopniu w ukladzie wspólnej bazy. W ten sposób wplyw po¬ jemnosci kolektor-baza urzadzen czynnych na sze¬ rokosc pasma wzmacniacza w ukladzie kaskodo- wym jest mniejszy niz na przyklad we wzmacnia¬ czu w ukladzie wspólnego emitera.Kaskodowe wzmacniacze wizyjne zapewniaja szerokie pasmo przenoszenia. Jednakze wada wzmacniaczy kaskodowych, które sa polaryzowane w sposób zapewniajacy ich prace w klasie A lub AB jest nadmierna strata mocy. Pozadane jest 10 15 20 30 2 zmniejszenie strat mocy wyjsciowych urzadzen wi¬ zyjnych, poniewaz uklady z najmniejsza pojemno¬ scia miedzy kolektorem a baza zapewniajace dzie¬ ki temu szerokie pasmo przenoszenia maja duza rezystancje termiczna, to znaczy powoduja duze zmiany temperatury w funkcji strat. Takie zmia¬ ny temperatury moga powodowac niepozadane zmiany warunków pracy wzmacniacza. Aby unik¬ nac tych zmian, stosuje sie radiatory majace na celu odprowadzenie ciepla ze stopni wyjsciowych.Tym niemniej, radiator powoduje zwiekszenie efektywnej pojemnosci kolektora ukladu (ukladów), zmniejszajac tym samym szerokosc pasma prze¬ noszenia wzmacniacza. Tak wiec, majac na uwa¬ dze bezposrednie korzysci z zachowania mocy i unikniecia zmian termicznych charakterystyk ro¬ boczych, nalezy równiez z punktu widzenia szero¬ kosci pasma, dazyc do zmniejszenia strat mocy w wyjsciowych ukladach wizyjnych. Ma to szczegól¬ ne znaczenie w przypadku, gdy wzmacniacz steru¬ je wyrzutnia „rzedowa" lampy elektronopromie¬ niowej, której uklad wymaga stosowania dosyc wy¬ sokich stalych napiec zasilajacych, na przyklad rzedu 200 V, poniewaz straty mocy i zmiany ter¬ miczne z drugiej strony moga w tym przypadku miec znaczny wplyw na prace ukladu.Wzmacniacz wizyjny wedlug wynalazku zawiera impedencyjny obwód obciazenia wlaczony szerego¬ wo pomiedzy pierwszym zaciskiem zródla napiecia stalego a zaciskiem wyjsciowym wzmacniacza kas- 108 923108 923 15 20 kodowego, przy czym obwód obciazenia zawiera diode separujaca i przyrzad pólprzewodnikowy po¬ siadajacy elektrode sterujaca. Wzmacniacz wizyj¬ ny zawiera takze elementy sprzezenia zwrotnego stalopradowego wlaczone pomiedzy zaciski wej¬ sciowy i wyjsciowy wzmacniacza kaskodowego dla zapewnienia ujemnego sprzezenia zwrotnego we wzmacniaczu kaskodowym. Wzmacniacz wizyjny zawiera ponadto elementy polaryzujace obejmujace co najmniej pierwszy obwód pradu stalego wla¬ czony pomiedzy pierwszym zaciskiem zródla na¬ piecia stalego i elektroda sterujaca przyrzadu pól¬ przewodnikowego dla dostarczania pradu polary¬ zujacego do tej elektrody sterujacej. Wzmacniacz wiaffjay~~afciwieiia elcnienty doprowadzajace prad statyk t&4db&teT«rrile(lzy elektrode, sterujaca przy¬ rzadu pólprzewodnikowego a zacisk wyjsciowy wzmacniacza „ kaskodowego dla wywolania prze- plwt!r_ praqy,(.,spoczynkowego we wzmacniaczu kaskodowym,* przjr czym elementy polaryzujace sa podlaczone tak, ze dioda znajduje sie w stanie nieprzewodzenia, gdy uklad jest w stanie spo¬ czynkowym.Wedlug wynalazku pierwszy obwód pradu sta¬ lego zawiera rezystor, zapewniajacy maly stosun¬ kowo prad spoczynkowy we wzmacniaczu kasko¬ dowym.Wedlug wynalazku przyrzady pólprzewodniko¬ we stanowia tranzystory o podobnych konduktyw- nosciach, których obwody kolektor-emiter sa po¬ laczone szeregowo wzgledem zródla napiecia sta¬ lego. Pierwszy tranzystor ma stosunkowo male napiecie przebicia, drugi tranzystor ma stosunko¬ wo duze napiecie przebicia, przy czym drugi tran¬ zystor jest w ukladzie OB z baza polaczona ze stalym napieciem, bedacym czescia napiecia zród¬ la napiecia stalego.Wedlug wynalazku elementy doprowadzajace prad staly, wlaczone pomiedzy elektrode sterujaca tranzystora obciazajacego i zacisk wyjsciowy wzmacniacza kaskodowego zawieraja diode kom¬ pensujaca, przewodzaca w stanie spoczynkowym ukladu.Wedlug wynalazku elementy sprzezenia zwrotne¬ go zawieraja rezystor wlaczony pomiedzy zacisk wyjsciowy wzmacniacza kaskodowego i baze pierw¬ szego tranzystora oraz rezystor regulowany wla¬ czony pomiedzy, baze pierwszego tranzystora i dru¬ gi zacisk zródla napiecia sialego dla regulacji na¬ piecia spoczynkowego na zacisku wyjsciowym wzmacniacza kaskodowego.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, który przedstawia wzmacniacz wizyjny.Uklad przetwarzajacy sygnal telewizyjny 10, za¬ wierajacy na przyklad detektor wizyjny, dostar¬ cza skladowe sygnalów luminancji i chrominancji do demodulatora z ukladem macierzowym 12, któ¬ ry z kolei dostarcza sygnal wizyjny koloru, na przyklad sygnaly wizyjne koloru czerwonego, zielo¬ nego i niebieskiego, bedace skladowymi sygnalu wizyjnego, do odpowiednich obwodów wzmacnia¬ czy wizyjnych 14, 16, 18 (dwa ostatnie zostaly na rysunku okreslone linia przerywana). Wzmocnione wyjsciowe sygnaly wizyjne sa przekazywane ze 65 30 35 40 45 50 55 60 wzmacniaczy wizyjnych 14, 16, 18 do elektrod ste¬ rujacych 20, na przyklad katod kineskopu 22 od¬ twarzajacego obraz kolorowy, wyposazonego na przyklad w wyrzutnie „rzedowa". Poniewaz wzmac¬ niacze wizyjne 14, 16, 18 sa wlasciwie identyczne, na schemacie pokazano tylko wzmacniacz wizyjny 14, który dalej bedzie opisany szczególowo. Wzmac¬ niacz wizyjny 14 zawiera uklad kaskodowy 24 zbu¬ dowany na tranzystorze 26, pracujacym w ukla¬ dzie OE i na tranzystorze 28 pracujacym w ukla¬ dzie OB. Emiter tranzystora 26, jak równiez od¬ powiednie elektrody wzmacniaczy wizyjnych 16 i 18, sa dolaczone do punktu o potencjale odniesie¬ nia np. +6,8 V dostarczonym z diody Zenera 50.Do bazy tranzystora wizyjnego 26 dostarczane sa sygnaly wizyjne, które przechodza przez uklad zawierajacy rezystor bocznikujacy 42, rezystor re¬ gulowany 44 do regulacji poziomu bieli, dzielnik napiecia 46, 54, 56, przy czym rezystor 56 sluzy do regulacji poziomu czerni, oraz kondensatory bocz¬ nikujace 48 i 58.Do bazy tranzystora 28 jest podlaczone male sta¬ le napiecie polaryzujace, na przyklad rzedu + 12 V.Obwód obciazenia 30 jest podlaczony do kolektora tranzystora 28 i zawiera trzeci tranzystor 32 pra¬ cujacy w ukladzie wtórnika emiterowego. Dioda separujaca 34 jest podlaczona miedzy emiterem tranzystora 32 a kolektorem tranzystora 28. Dioda kompensujaca 36 jest podlaczona pomiedzy baza tranzystora 32 w ukladzie wtórnika emiterowego 32 a kolektorem tranzystora 28. Rezystor polary¬ zujacy 40 jest dolaczony jednym koncem do zródla napiecia stalego (np. +210 V), zas drugim kon¬ cem do bazy tranzystora 32. Rezystor 38 ogranicza¬ jacy prad jest dolaczony jednym koncem do kolek¬ tora tranzystora 32, zas drugim koncem do zródla napiecia stalego (+2110 V).Pradowe sprzezenie zwrotne zalezne od napie¬ cia jest zapewnione z wyjscia wzmacniacza wi¬ zyjnego 14 (to jest z emitera wtórnika emiterowe¬ go z tranzystorem 32) do bazy tranzystora 2C po¬ przez rezystor 52. Sygnaly z wyjscia wzmacniacza wizyjnego dochodza do elektrody sterujacej wy¬ rzutni elektronowej, dla barwy czerwonej kine¬ skopu 22, poprzez dolaczony do niej szerego\7o rezystor 60.W rozwazaniach na temat dzialania wzmacnia¬ cza wizyjnego wedlug wynalazku zaklada sie, ze rezystor 56 powinien byc ustawiony tak, aby do emitera tranzystora 32 dostarczane bylo napiecie poziomu czerni (spoczynkowe) wynoszace 150 V.W tym przypadku przy zalozonych wartosciach elementów przez rezystor 40, diode 36 i tranzystory 28 i 26 plynie prad spoczynkowy wynoszacy 2,5 mA. Prad spoczynkowy tranzystora 32 wynosi w przyblizeniu 3 mA i plynie przez rezystor sprzeze¬ nia zwrotnego 52, ustalajac polaryzacje bazy tran¬ zystora 26. W stanie spoczynkowym dioda 36 i zla¬ cze baza-emiter tranzystora 32 sa spolaryzowane w kierunku przewodzenia, w wyniku czego katoda i anoda diody 34 posiadaja ten sam potencjal. Taki stan powoduje nieprzewodzenie diody 34 w przy¬ padku braku sygnalów.Prad spoczynkowy w tranzystorach 26 i 28 w ukladzie kaskodowym jest okreslony wartoscia re-5 zystora 40, natomiast prad spoczynkowy tranzys to¬ ra- 32 obciazenia jest okreslony wartoscia rezysto¬ ra sprezenia zwrotnego 52. Wzmocnienie napiecio¬ we wzmacniacza 14 zalezy od stosunku wartosci rezystora 52 do sumy wartosci rezystorów 44 i 46.Rezystor 44 umozliwia regulacje poziomu bieli, lub wzmocnienia sygnalu. Rezystor 56 umozliwia regulacje poziomu czerni okreslonego wyjsciowym napieciem spoczynkowym na emiterze tranzystora 32. Katoda 20 kineskopu 22 moze byc traktowana jako pojemnosciowe obciazenie emitera tranzysto¬ ra 32 wynoszace okolo 12 pF w stosunku do po¬ tencjalu ziemi.W czasie pracy dostarczany ujemny sygnal na¬ pieciowy po przejsciu przez rezystory 42, 44, 46 po¬ woduje zmniejszenie pradu bazy tranzystora 26. W wyniku tego wartosc pradu plynacego przez tranzy¬ story 26 i 28, w ukladzie kaskodowym, diode 36 i rezystor 40 jest gwaltownie zmniejszana do war¬ tosci spoczynkowej wynoszacej 2,5 mA. Szybkosc narastania napiecia kolektora tranzystora 28 oraz napiecia bazy tranzystora 32 jest niezalezna od wartosci obciazenia pojemnosciowego jakie stanowi kineskop 22. Ta pojemnosc obciazajaca kolektor tranzystora 28 jest odsprzegana przez diode 34 i jej wartosc na bazie tranzystora 32 jest zmniejszona tyle razy, ile wynosi wzmocnienie pradowe tranzy¬ stora 32 (np. B = 40). W wyniku tego poczatkowa predkosc narastania napiecia na bazie tranzystora 32 bedzie zalezec nie od obciazenia pojemnoscio¬ wego, jakie stanowi kineskop, ale raczej od stalej czasowej zwiazanej z rezystorem 40 i pojemnoscia¬ mi kolektora tranzystora 28 i bazy tranzystora 32; jak sie dalej okaze, mozna osiagnac stosunkowo mala wartosc tej pojemnosci.Napiecie wyjsciowe na pojemnosci nie zmienia sie bezposrednio w odpowiedzi na ujemny sygnal wejsciowy, poniewaz dioda 34 znajduje sie w sta¬ nie nieprzewodzenia. Jednak, gdy napiecie kolek¬ tora tranzystora 28 i napiecie bazy tranzystora 32 wzrosna o okolo 0,7 V, tranzystor 32 przechodzi w stan silnego przewodzenia i pojemnosc obciazaja¬ ca, jaka stanowi elektroda 20 kineskopu 22 zostaje naladowana przez zródlo napieciowe o malej im- pedancji, które stanowi emiter tranzystora 32. Tran¬ zystor 32 zapewnia zatem duza szybkosc przecho¬ dzenia duzych ujemnych sygnalów wejsciowych, mimo malej wartosci pradu spoczynkowego. Pra¬ dowe sprzezenie zwrotne zalezne od napiecia, rea¬ lizowane poprzez rezystor 52, przyczynia sie do zmniejszenia wypadkowych znieksztalcen, to zna¬ czy opóznienia poczatku narastania napiecia wyj¬ sciowego.W przypadku dodatniego sygnalu napieciowego, przechodzacego przez rezystor 42, tranzystory 26 i 28 w ukladzie kaskodowym przewodza wiekszy prad niz w stanie spoczynkowym, co przyczynia sie do spadku napiecia kolektora 28. Dioda 34 osia¬ ga stan calkowitego przewodzenia, gdy napiecie to osiagnie wartosc okolo 0,7 V i przyczynia sie do rozladowania pojemnosci obciazajacej, jaka stano¬ wi katoda 20 poprzez wzmacniacz kaskodowy 24 i diode napiecia odniesienia. Ten obwód rozladowa¬ nia o malej impedancji zapewnia wymagana duza 923 6 szybkosc przechodzenia duzych dodatnich sygnalów wejsciowych.W wypadku malych sygnalów uzyskiwane jest równiez szerokie pasmo przenoszenia. Poniewaz 5 tranzystor 26 wymaga tylko podtrzymania niewiel¬ kiego napiecia wstecznego i moc w nim tracona jest niewielka z powodu malego napiecia kolekto¬ ra, uklad dla malych sygnalów mozna latwo za¬ projektowac tak, aby zapewnil wymagana szero- 10 kosc pasma. Poniewaz uklad wzmacniacza kasko- dowego 24 zmniejsza pojemnosc dzieki efektowi Millera praktycznie do minimum, a obwód obcia¬ zenia 30 zmniejsza wplyw wyjsciowej pojemnosci obciazajacej tyle razy, ile wynosi wzmocnienie pra¬ dowe tranzystora 32, stala czasowa obwodu wyj¬ sciowego RC jest korzystnie zmniejszona. W zwiaz¬ ku z tym nalezy wybrac wartosc rezystora 40 (jest on rezystancyjnym skladnikiem stalej czasowej RC obwodu wyjsciowego) na tyle duza, aby zapew- 20 nic wymagane zmniejszenie pradu spoczynkowego przy jednoczesnym zapewnieniu wymaganej szero¬ kosci pasma. Wzmacniacze wizyjne 14, 16, 18 cha¬ rakteryzuja sie niejednorodnymi zmianami tempe¬ raturowymi punktów pracy, co jest spowodowane 25 róznymi wielkosciami sygnalów w poszczególnych wzmacniaczach. Niejednorodnosci te sa znacznie zmniejszone, poniewaz tylko tranzystor pracujacy w ukladzie wspólnego emitera, na przyklad tran¬ zystor 26 przyczynia sie do zmian temperaturo- * 30 wych kazdego ze stopni. Straty mocy i szybkosci ich zmian w tranzystorze pracujacym w ukladzie wspólnego emitera jest w tym przypadku mala dzie¬ ki malemu napieciu miedzy kolektorem a emite¬ rem. 35 Tranzystor w ukladzie OE dla malych sygnalów charakteryzuje sie dosc duzym wspólczynnikiem wzmocnienia pradowego i w wyniku tego wypad¬ kowe znieksztalcenia i zmiany napiecia wyjscio¬ wego w funkcji napiecia zasilania sa male dla opi¬ sanego ukladu.Jako tranzystor 32 obciazenia nalezy zastosowac tranzystor charakteryzujacy sie mala pojemnoscia sprzegajaca miedzy kolektorem i baza, na przyklad mniejsza niz 2,5 pF. Jako tranzystor 28 nalezy tak- 45 ze zastosowac odpowiedni tranzystor pracujacy w ukladzie wspólnej bazy, a jako tranzystor 26 na¬ lezy zastosowac odpowiedni tranzystor malosygna- lowy.Uwzgledniajac wartosci elementów ukladu we- so dlug rysunku, moc tracona w tranzystorach 28 i 32 dla ukladu w stanie spoczynkowym nie przekracza wartosci odpowiednio 410 mW i 220 mW. Calkowi¬ ty pobór mocy przez kazdy wzmacniacz wizyjny 14, przy braku sygnalów wejsciowych i przy wstep- 55 nie okreslonym poziomie czerni wynoszacym 150 V, mierzonym na emiterze tranzystora 32 wynosi w przyblizeniu 1,2 W. Przy podaniu sygnalów wej¬ sciowych prostokatnych, na wyjsciu uzyskuje sie czasy narastania i opadania mniejsze niz 130 ns, 60 zas przy czestotliwosci 4 MHz wystepuje spadek amplitudy o 2,6 dB. Dzieki tym cechom uklad nie wymaga stosowania radiatorów dla elementów czynnych i nie trzeba stosowac indukcyjnosci ko- 65 rygujacych charakterystyke czestotliwosciowa.108 923 Zastrzezenia patentowe 1. Wzmacniacz wizyjny przystosowany do stero¬ wania urzadzeniem odtwarzajacym obraz kolorowy zawierajacy pierwszy i drugi przyrzady pólprzewod¬ nikowe polaczone w ukladzie wzmacniacza kasko- dowego, przy czym zacisk wejsciowy wzmacniacza kaskodowego jest polaczony z pierwszym przy¬ rzadem pólprzewodnikowym a zacisk wyjsciowy jest polaczony z drugim przyrzadem pólprzewodniko¬ wym, zródlo sygnalów wizyjnych, dolaczone do za¬ cisku wejsciowego wzmacniacza kaskodowego, zródlo napiecia stalego, posiadajace pierwszy i dru¬ gi zacisk, znamienny tym, ze zawiera impedancyj- ny obwód obciazenia (30) wlaczony szeregowo p - miedzy pierwszym zaciskiem zródla napiecia stale¬ go a zaciskiem wyjsciowym wzmacniacza kasko¬ dowego (24), przy czym obwód obciazenia (30) za¬ wiera diode separujaca (34) i przyrzad pólprzewod¬ nikowy posiadajacy elektrode sterujaca, elementy sprzezenia zwrotnego stalopradowego wlaczone po¬ miedzy zaciski wejsciowy i wyjsciowy wzmacnia¬ cza kaskodowego (24), dla zapewnienia ujemnego sprzezenia zwrotnego we wzmacniaczu kaskodo¬ wym (24), elementy polaryzujace obejmujace co najmniej pierwszy obwód pradu stalego wlaczony pomiedzy pierwszym zaciskiem zródla napiecia sta¬ lego i elektroda sterujaca przyrzadu pólprzewod¬ nikowego dla dostarczania pradu polaryzujacego do tej elektrody sterujacej oraz elementy doprowa¬ dzajace prad staly wlaczone pomiedzy elektrode sterujaca przyrzadu pólprzewodnikowego a zacisk wyjsciowy wzmacniacza kaskodowego (24) dla wy¬ wolania przeplywu pradu spoczynkowego we wzmacniaczu kaskodowym (24), przy czym elemen- 10 15 20 25 30 ty polaryzujace sa podlaczone tak, ze dioda (34) znajduje sie w stanie nieprzewodzenia, gdy uklad jest w stanie spoczynkowym. . 2. Wzmacniacz wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze pierwszy obwód pradu stalego zawiera rezystor 40), zapewniajacy stosunkowo maly prad opoczyn- kowy we wzmacniaczu kaskodowym (24). 3. Wzmacniacz wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze przyrzady pólprzewodnikowe stanowia tranzy¬ story (26), (28), (32) o podobnych konduktywnos- ciach, których obwody kolektor- emiter sa pola¬ czone szeregowo wzgledem zródla napiecia stale¬ go. 4. Wzmacniacz wedlug zastrz. 3. znamienny tym ze tranzystor (26) ma stosunkowo male napiecie przebicia tranzystor (28) ma stosunkowo duze na¬ piecie przebicia, przy czym tranzystor (28) jest w ukladzie OB z baza polaczona ze stalym napieciem, bedacym czescia napiecia zródla napiecia stalego. 5. Wzmacniacz wedlug zastrz. i albo 3, zna¬ mienny tym, ze elementy doprowadzajace prad sta¬ ly, wlaczone pomiedzy elektrode sterujaca tranzy¬ stora (32) i zacisk wyjsciowy wzmacniacza kasko¬ dowego (24) zawieraja diode kompensujaca (36) przewodzaca w stanie spoczynkowym ukladu. 6. Wzmacniacz wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze elementy sprzezenia zwrotnego zawieraja rezy¬ stor (52) wlaczony pomiedzy zacisk wyjsciowy wzmacniacza kaskodowego (24) i baze tranzystora (26) oraz rezystor regulowany (44) wlaczony po¬ miedzy baze tranzystora (26) i drugi zacisk zródla napiecia stalego dla regulacji napiecia spoczynko¬ wego na zacisku wyjsciowym wzmacniacza kasko¬ dowego (24). ¦— 1 o+210V- 3 1 24K 1-38 /" A1 *» t l: fw l I % /680n D.s. Zam. 1350 nakl. 115 egz.Cena 45 zl PLThe present invention relates to a video amplifier, especially for cascaded video output stages with a wide bandwidth and low power loss. Various types of video cascade output amplifiers are known, for example, in US Pat. 3 499 104, no. 3 598 312 and no. 3 823 2.64. A cascade device typically includes a low voltage, high gain common emitter stage which is coupled to a high voltage supplied common base with a unit current gain. The common base step separates the collector of the low voltage stage from the voltage variation in the load, thus minimizing the Miller effect of the capacity increase between the collector and the base of the low voltage stage. Moreover, there is no Miller-effect increase in capacity to the extent of the common base system. Thus, the effect of the collector-base capacity of active devices on the bandwidth of an amplifier in a cascade system is smaller than in, for example, an amplifier in a common emitter system. Cascade video amplifiers provide a wide bandwidth. However, a disadvantage of cascade amplifiers that are polarized to operate in class A or AB is an excessive power loss. It is desirable to reduce the output power losses of vision devices, because the systems with the smallest capacitance between the collector and the base, thus providing a wide bandwidth, have a large thermal resistance, that is, they cause large changes in temperature as a function of losses. Such changes in temperature may cause undesirable changes in the operating conditions of the amplifier. To avoid these changes, heat sinks are used to remove heat from the output stages. However, the heat sink increases the effective collector capacity of the circuit (s), thereby reducing the bandwidth of the amplifier. Thus, in view of the direct benefits of power conservation and the avoidance of thermal changes in the operating characteristics, it is also necessary, from the point of view of bandwidth, to reduce power losses in the video output systems. This is particularly important when the amplifier is driven by a "row" tube of a cathode-ray tube, the circuit of which requires the use of quite high constant supply voltages, for example of the order of 200 V, because the power losses and thermal changes from on the other hand, in this case, they can significantly affect the operation of the circuit. The video amplifier according to the invention comprises an impedance load circuit connected in series between the first terminal of the DC voltage source and the output terminal of the code amplifier, the load circuit comprising a diode. The video amplifier also includes DC feedback elements connected between the input and output terminals of the cascode amplifier to provide negative feedback in the cascode amplifier. The video amplifier further includes elements that at least bias the first circuit. DC current It is connected between the first terminal of the DC voltage source and the control electrode of the semiconductor device to supply a bias current to the control electrode. The amplifier wiaffjay ~~ afciwieiia the electric current-supplying static t & 4db & teT < rrile (tears the control electrode of the semiconductor device and the output terminal of the cascade amplifier to trigger a circuit, the working elements of a resting, polarizing, connected so that the diode is in a non-conductive state when the circuit is idle. According to the invention, the first DC circuit contains a resistor, which provides a relatively low quiescent current in the cascade amplifier. According to the invention, semiconductor devices are transistors with similar conductivities whose collector-emitter circuits are connected in series with the DC source. The first transistor has a relatively low breakdown voltage, the second transistor has a relatively high breakdown voltage, the second transistor is in the OB system with the base connected to the constant voltage, which is part of the voltage of the DC voltage source. In the invention, the DC power supply elements connected between the load transistor control electrode and the cascode amplifier output terminal contain a compensating diode, which conducts in the idle state of the circuit. According to the invention, the feedback elements include a resistor connected between the output terminal of the transistor amplifier and the base amplifier of the cascode amplifier. and a variable resistor connected between the base of the first transistor and the second terminal of the power source to regulate the quiescent voltage at the output terminal of the cascode amplifier. The subject of the invention is illustrated in the example embodiment in the drawing which shows the video amplifier. television signal 10, including, for example, a video detector, provides luminance and chrominance components to a matrix demodulator 12, which in turn provides a color video signal, e.g., red, green and sky video signals. components of the video signal to the respective circuits of the video amplifiers 14, 16, 18 (the last two are shown in the figure with a dotted line). The amplified video output signals are transmitted from 65 30 35 40 45 50 55 60 video amplifiers 14, 16, 18 to control electrodes 20, for example, the cathodes of a color image reproducing tube 22, having, for example, "row" launchers. The video amplifiers 14, 16, 18 are essentially identical, only the video amplifier 14 is shown in the diagram, which will be described in more detail below. The video amplifier 14 comprises a cascade circuit 24 built on transistor 26 operating in the OE and on the OB transistor 28, the emitter of transistor 26, as well as the corresponding electrodes of the video amplifiers 16 and 18, are connected to a point with a reference potential of e.g. +6.8 V supplied from the Zener diode 50. transistor 26, the video signals are provided which pass through a circuit comprising a shunt resistor 42, a variable resistor 44 for adjusting the white level, a voltage divider 46, 54, 56, the resistor 56 being used for black level control, and shunt capacitors 48 and 58. A small constant bias voltage, for example +12 V in order, is connected to the base of transistor 28. A load circuit 30 is connected to the collector of transistor 28 and includes a third transistor 32 operating in the emitter follower system. A diode 34 is connected between the emitter of the transistor 32 and the collector of the transistor 28. A compensation diode 36 is connected between the base of the transistor 32 in the emitter follower 32 circuit and the collector of the transistor 28. A polarizing resistor 40 is connected at one end to a DC voltage source (e.g. + 210 V) and the other end to the base of transistor 32. A current limiting resistor 38 is connected at one end to the collector of transistor 32 and at the other end to a DC source (+2110 V). Voltage-dependent current feedback. The output of the video amplifier 14 (i.e., the emitter of the emitter follower with the transistor 32) is provided from the base of the transistor 2C through a resistor 52. The signals from the output of the video amplifier come to the control electrode of the electron beam display, for color red kinescope 22, through a series resistor 60 connected to it in series 7. In the discussion of the operation of the video amplifier according to the invention it is assumed that the resistor 56 should be positioned so that a black level (quiescent) voltage of 150 V is supplied to the emitter of transistor 32. In this case, at the assumed component values, resistor 40, diode 36 and transistors 28 and 26 will have a quiescent current of 2.5 mA. The quiescent current of transistor 32 is approximately 3 mA and flows through the feedback resistor 52 to determine the base polarity of transistor 26. At rest, diode 36 and the base-emitter junction of transistor 32 are forward biased, thereby the cathode and anode of diode 34 have the same potential. This condition causes diode 34 to be non-conductive in the absence of signals. The quiescent current in cascade transistors 26 and 28 is determined by the value of the resistor 40, while the quiescent current load transient is determined by the value of the feedback resistor. 52. The voltage gain of the amplifier 14 depends on the ratio of the value of the resistor 52 to the sum of the values of the resistors 44 and 46. Resistor 44 allows for adjustments of the white level or signal gain. Resistor 56 adjusts the black level determined by the quiescent output voltage at the emitter of transistor 32. Cathode 20 of kinescope 22 may be viewed as a capacitive load on emitter of transistor 32 of approximately 12 pF with respect to the ground potential. After passing through the resistors 42, 44, 46, the 5th waveform reduces the base current of the transistor 26. As a result, the value of the current flowing through transistors 26 and 28 in a cascade, diode 36 and resistor 40 is rapidly reduced to its resting value. of 2.5 mA. The rate of rise of the collector voltage of transistor 28 and the base voltage of transistor 32 is independent of the value of the capacitive load of the kinescope 22. This collector load capacity of transistor 28 is decoupled by diode 34 and its value based on transistor 32 is reduced as many times as the current gain of the transistor. ¬stora 32 (eg B = 40). As a result, the initial slew rate at the base of transistor 32 will depend not on the capacitive load provided by the kinescope, but rather on the time constant associated with resistor 40 and the collector capacities of transistor 28 and the base of transistor 32; As will be seen, a relatively small value of this capacity can be achieved. The output voltage on the capacity does not change directly in response to the negative input signal because diode 34 is in a non-conductive state. However, when the collector voltage of transistor 28 and the base voltage of transistor 32 are increased by about 0.7 volts, transistor 32 is made highly conductive and the loading capacitance of electrode 20 of kinescope 22 is charged by a low-voltage voltage source. pedance, which is the emitter of transistor 32. The transistor 32 thus provides a high passing rate of large negative input signals, despite the low quiescent current. The voltage-dependent current feedback provided by the resistor 52 contributes to the reduction of the resultant distortion, that is, the delay in the onset of the output voltage rise. In the case of a positive voltage signal passing through the resistor 42, transistors 26 and 28 in a cascade system, it conducts more current than in the idle state, which contributes to a decrease in the collector 28 voltage. Diode 34 becomes fully conduction when this voltage reaches a value of about 0.7 V and contributes to the discharge of the loading capacity, as and cathode 20 through the cascode amplifier 24 and a voltage reference diode. This low impedance discharge circuit provides the required high speed of passage of the large positive input signals. For small signals, a wide frequency response is also achieved. Since transistor 26 requires only a slight reverse voltage to be sustained and little power is lost therein due to the low collector voltage, the circuit for small signals can easily be designed to provide the required bandwidth. Since the cascade amplifier circuit 24 reduces the capacitance by the Miller effect practically to a minimum, and the load circuit 30 reduces the effect of the load output capacitance as many times as the current gain of transistor 32, the time constant of the RC output circuit is advantageously reduced. Accordingly, a value of resistor 40 (it is the resistive component of the RC time constant of the output circuit) should be chosen large enough to provide the required quiescent current reduction while still providing the required bandwidth. The video amplifiers 14, 16, 18 are characterized by non-uniform temperature variations of the operating points, which is caused by the different signal sizes in the individual amplifiers. These heterogeneities are greatly reduced since only a common emitter transistor, for example transistor 26, contributes to the temperature variation of each stage. The losses of power and the rate of their changes in the transistor working in the common emitter system are in this case small due to the low voltage between the collector and the emitter. 35 The transistor in the OE system for small signals is characterized by a fairly high current amplification factor and as a result, the accidental distortions and changes in the output voltage as a function of the supply voltage are small for the described circuit. As the load transistor 32, a transistor with a small an interface capacity between the collector and the base, for example less than 2.5 pF. As the transistor 28 it is also necessary to use a suitable transistor operating in a common-base system, and as a transistor 26, a suitable malosignal transistor should be used. Taking into account the values of the elements of the circuit in the figure, the power lost in transistors 28 and 32 for the circuit in the idle state it does not exceed the values of 410 mW and 220 mW, respectively. The total power consumption of each video amplifier 14, in the absence of input signals and with a predetermined black level of 150 volts, measured at the emitter of transistor 32, is approximately 1.2 W. When inputting rectangular input signals, at the output, rise and fall times of less than 130 ns are obtained, while at a frequency of 4 MHz there is a decrease in amplitude by 2.6 dB. Due to these features, the system does not require the use of heat sinks for the active elements and there is no need to use inductances that corrode the frequency characteristics. 108 923 Claims 1. A video amplifier adapted to control a device reproducing a color image containing first and second semiconductor devices connected to a cascade amplifier circuit, the input terminal of the cascode amplifier is connected to the first semiconductor device and the output terminal is connected to a second semiconductor device, video source, connected to the input terminal of the cascode amplifier, a constant voltage source a first and a second terminal, characterized in that it comprises an impedance load circuit (30) connected in series between the first terminal of the constant voltage source and the output terminal of the cascade amplifier (24), the load circuit (30) Includes an isolating diode (34) and fixtures d a semiconductor having a control electrode, DC feedback elements connected between the input and output terminals of the cascode amplifier (24) to provide negative feedback in the cascade amplifier (24), bias elements including at least the first current circuit a constant voltage connected between the first terminal of a DC source and a control electrode of a semiconductor device to supply a bias current to the control electrode, and a DC power supply element connected between the control electrode of the semiconductor device and the output terminal of the cascade amplifier (24) flow of the quiescent current in the cascode amplifier (24), the polarizing elements being connected such that the diode (34) is in a non-conductive state when the circuit is in the quiescent state. . 2. Amplifier according to claim The method of claim 1, characterized in that the first DC circuit comprises a resistor 40), which provides a relatively low open-circuit current in the cascode amplifier (24). 3. Amplifier according to claim The method of claim 2, characterized in that the semiconductor devices are transistors (26), (28), (32) of similar conductivities, the collector-emitter circuits of which are connected in series with respect to the constant voltage source. 4. Amplifier according to claim 3. characterized in that the transistor (26) has a relatively low breakdown voltage, the transistor (28) has a relatively high breakdown voltage, the transistor (28) being connected to a base constant voltage part of the DC source voltage. 5. Amplifier according to claims and or 3, characterized in that the DC power elements connected between the transistor control electrode (32) and the output terminal of the cascade amplifier (24) comprise a compensating diode (36) which is conductive in the idle state of the system. 6. Amplifier according to claims The method of claim 1, characterized in that the feedback means include a resistor (52) connected between the output terminal of the cascode amplifier (24) and the base of the transistor (26) and a variable resistor (44) connected between the base of the transistor (26) and the other terminal of the source. DC voltage to regulate the rest voltage at the output terminal of the cascade amplifier (24). ¦— 1 o + 210V- 3 1 24K 1-38 / "A1 *» t l: f in l I% / 680n D.s. Order 1350 print 115 copies Price PLN 45 PL

Claims (6)

Zastrzezenia patentowe 1. Wzmacniacz wizyjny przystosowany do stero¬ wania urzadzeniem odtwarzajacym obraz kolorowy zawierajacy pierwszy i drugi przyrzady pólprzewod¬ nikowe polaczone w ukladzie wzmacniacza kasko- dowego, przy czym zacisk wejsciowy wzmacniacza kaskodowego jest polaczony z pierwszym przy¬ rzadem pólprzewodnikowym a zacisk wyjsciowy jest polaczony z drugim przyrzadem pólprzewodniko¬ wym, zródlo sygnalów wizyjnych, dolaczone do za¬ cisku wejsciowego wzmacniacza kaskodowego, zródlo napiecia stalego, posiadajace pierwszy i dru¬ gi zacisk, znamienny tym, ze zawiera impedancyj- ny obwód obciazenia (30) wlaczony szeregowo p - miedzy pierwszym zaciskiem zródla napiecia stale¬ go a zaciskiem wyjsciowym wzmacniacza kasko¬ dowego (24), przy czym obwód obciazenia (30) za¬ wiera diode separujaca (34) i przyrzad pólprzewod¬ nikowy posiadajacy elektrode sterujaca, elementy sprzezenia zwrotnego stalopradowego wlaczone po¬ miedzy zaciski wejsciowy i wyjsciowy wzmacnia¬ cza kaskodowego (24), dla zapewnienia ujemnego sprzezenia zwrotnego we wzmacniaczu kaskodo¬ wym (24), elementy polaryzujace obejmujace co najmniej pierwszy obwód pradu stalego wlaczony pomiedzy pierwszym zaciskiem zródla napiecia sta¬ lego i elektroda sterujaca przyrzadu pólprzewod¬ nikowego dla dostarczania pradu polaryzujacego do tej elektrody sterujacej oraz elementy doprowa¬ dzajace prad staly wlaczone pomiedzy elektrode sterujaca przyrzadu pólprzewodnikowego a zacisk wyjsciowy wzmacniacza kaskodowego (24) dla wy¬ wolania przeplywu pradu spoczynkowego we wzmacniaczu kaskodowym (24), przy czym elemen- 10 15 20 25 30 ty polaryzujace sa podlaczone tak, ze dioda (34) znajduje sie w stanie nieprzewodzenia, gdy uklad jest w stanie spoczynkowym. 2. .Claims 1. A video amplifier adapted to control a color image reproducing apparatus having first and second semiconductor devices coupled in a cascade amplifier circuit, the input terminal of the cascade amplifier being coupled to the first semiconductor device and the output terminal coupled with a second semiconductor device, a video source connected to the input terminal of a cascode amplifier, a DC voltage source having a first and a second terminal, characterized in that it comprises an impedance load circuit (30) connected in series between the first terminal of the constant voltage source and the output terminal of the cascade amplifier (24), the load circuit (30) including a separating diode (34) and a semiconductor device having a control electrode, DC feedback elements connected between input and output terminals of the cascade amplifier ( 24), to provide negative feedback in the cascade amplifier (24), polarizing elements comprising at least a first DC circuit connected between a first terminal of a DC voltage source and a control electrode of the semiconductor device for supplying a bias current to the control electrode. and a DC power supply connected between the control electrode of the semiconductor device and the output terminal of the cascode amplifier (24) to induce a quiescent current flow in the cascade amplifier (24), the polarizing elements being connected so that that the diode (34) is not conductive when the system is at rest. 2.. 2. Wzmacniacz wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze pierwszy obwód pradu stalego zawiera rezystor 40), zapewniajacy stosunkowo maly prad opoczyn- kowy we wzmacniaczu kaskodowym (24).2. Amplifier according to claim The method of claim 1, characterized in that the first DC circuit comprises a resistor 40), which provides a relatively low open-circuit current in the cascode amplifier (24). 3. Wzmacniacz wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze przyrzady pólprzewodnikowe stanowia tranzy¬ story (26), (28), (32) o podobnych konduktywnos- ciach, których obwody kolektor- emiter sa pola¬ czone szeregowo wzgledem zródla napiecia stale¬ go.3. Amplifier according to claim The method of claim 2, characterized in that the semiconductor devices are transistors (26), (28), (32) of similar conductivities, the collector-emitter circuits of which are connected in series with respect to the constant voltage source. 4. Wzmacniacz wedlug zastrz. 3. znamienny tym ze tranzystor (26) ma stosunkowo male napiecie przebicia tranzystor (28) ma stosunkowo duze na¬ piecie przebicia, przy czym tranzystor (28) jest w ukladzie OB z baza polaczona ze stalym napieciem, bedacym czescia napiecia zródla napiecia stalego.4. Amplifier according to claim 3. characterized in that the transistor (26) has a relatively low breakdown voltage, the transistor (28) has a relatively high breakdown voltage, the transistor (28) being connected to a base constant voltage part of the DC source voltage. 5. Wzmacniacz wedlug zastrz. i albo 3, zna¬ mienny tym, ze elementy doprowadzajace prad sta¬ ly, wlaczone pomiedzy elektrode sterujaca tranzy¬ stora (32) i zacisk wyjsciowy wzmacniacza kasko¬ dowego (24) zawieraja diode kompensujaca (36) przewodzaca w stanie spoczynkowym ukladu.5. Amplifier according to claims and or 3, characterized in that the DC power elements connected between the transistor control electrode (32) and the output terminal of the cascade amplifier (24) comprise a compensating diode (36) which is conductive in the idle state of the system. 6. Wzmacniacz wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze elementy sprzezenia zwrotnego zawieraja rezy¬ stor (52) wlaczony pomiedzy zacisk wyjsciowy wzmacniacza kaskodowego (24) i baze tranzystora (26) oraz rezystor regulowany (44) wlaczony po¬ miedzy baze tranzystora (26) i drugi zacisk zródla napiecia stalego dla regulacji napiecia spoczynko¬ wego na zacisku wyjsciowym wzmacniacza kasko¬ dowego (24). ¦— 1 o+210V- 3 1 24K 1-38 /" A1 *» t l: fw l I % /680n D.s. Zam. 1350 nakl. 115 egz. Cena 45 zl PL6. Amplifier according to claims The method of claim 1, characterized in that the feedback means include a resistor (52) connected between the output terminal of the cascode amplifier (24) and the base of the transistor (26) and a variable resistor (44) connected between the base of the transistor (26) and the other terminal of the source. DC voltage to regulate the rest voltage at the output terminal of the cascade amplifier (24). ¦— 1 o + 210V- 3 1 24K 1-38 / "A1 *» t l: f in l I% / 680n D.s. Order 1350 copies 115 copies Price PLN 45 PL
PL1976193759A 1975-11-25 1976-11-18 Image amplifier PL108923B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB48352/75A GB1565197A (en) 1975-11-25 1975-11-25 Video amplifier

Publications (1)

Publication Number Publication Date
PL108923B1 true PL108923B1 (en) 1980-05-31

Family

ID=10448312

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL1976193759A PL108923B1 (en) 1975-11-25 1976-11-18 Image amplifier

Country Status (4)

Country Link
GB (1) GB1565197A (en)
PL (1) PL108923B1 (en)
TR (1) TR19314A (en)
ZA (1) ZA766922B (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW269766B (en) * 1993-02-05 1996-02-01 Thomson Consumer Electronics

Also Published As

Publication number Publication date
TR19314A (en) 1978-11-28
ZA766922B (en) 1977-10-26
GB1565197A (en) 1980-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1069209A (en) Video amplifier
US4893211A (en) Method and circuit for providing adjustable control of short circuit current through a semiconductor device
PL112378B1 (en) Video amplifier with decreased high frequency radiationrate
US5208485A (en) Apparatus for controlling current through a plurality of resistive loads
US6177837B1 (en) Active low-pass filter
US3114112A (en) Transistor amplifier having output power limiting
CN112558679A (en) Current-limiting protection circuit
CN113056076B (en) Phase inversion and static reinforcement protection circuit
US6384584B2 (en) Current control circuit
EP0516848B1 (en) Transistor saturation-preventing circuit
JPS62174814A (en) Stabilization power source circuit
US4200898A (en) Current limiter
PL108923B1 (en) Image amplifier
CA2371066A1 (en) Overvoltage protection
FI66103B (en) VIDEOSIGNALEN KOMBINERANDE ANORDNING
JPS61176205A (en) Operational amplifier
KR800001024B1 (en) Video amplifier
KR100465919B1 (en) Display driver apparatus
JP3425961B2 (en) Control circuit device
US3848143A (en) Self-compensated amplifier circuit
US5184089A (en) Differential amplifier having output current limiting
US3372344A (en) Transistor amplifier protective circuit
US3701031A (en) Complementary power amplifier
US3609572A (en) Signalling circuit
JPS61117613A (en) Constant voltage power supply circuit with current limit