RU2294052C9 - Method for correcting nonlinear distortions in electric signal amplifier - Google Patents
Method for correcting nonlinear distortions in electric signal amplifier Download PDFInfo
- Publication number
- RU2294052C9 RU2294052C9 RU2005122636/09A RU2005122636A RU2294052C9 RU 2294052 C9 RU2294052 C9 RU 2294052C9 RU 2005122636/09 A RU2005122636/09 A RU 2005122636/09A RU 2005122636 A RU2005122636 A RU 2005122636A RU 2294052 C9 RU2294052 C9 RU 2294052C9
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- channel
- channels
- amplifier
- output signal
- signal
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике, к усилителям электрических сигналов, и может быть использовано в усилителях звуковой частоты.The invention relates to radio engineering, to amplifiers of electrical signals, and can be used in amplifiers of audio frequency.
Известен способ снижения нелинейных искажений, широко используемый в усилительной технике, введением линейной отрицательной обратной связи [1, с.33].A known method of reducing non-linear distortions, widely used in amplification technique, the introduction of linear negative feedback [1, p. 33].
Способ повышает линейность усилителя. Однако, одновременно с этим, введение отрицательной обратной связи порождает взаимодействия продуктов нелинейности различных порядков и сигнала. Кроме того, известному способу присуще проявление так называемых динамических искажений.The method increases the linearity of the amplifier. However, at the same time, the introduction of negative feedback generates interactions of nonlinearity products of various orders and signal. In addition, the known method is inherent in the manifestation of the so-called dynamic distortion.
Известен способ компенсации нелинейных искажений в усилителе электрических сигналов путем параллельного усиления сигналов на двух усилительных элементах с идентичными проходными характеристиками и последующего вычитания усиленных сигналов на нагрузке усилителя. Токи покоя усилительных элементов устанавливают равными. А входной сигнал на них подают в противоположной полярности (в противофазе) [4, с.59].A known method of compensating for nonlinear distortion in an amplifier of electrical signals by parallel amplification of signals on two amplifier elements with identical pass-through characteristics and subsequent subtraction of amplified signals at the amplifier load. The quiescent currents of the amplifying elements are set equal. And the input signal to them is fed in the opposite polarity (in antiphase) [4, p. 59].
Способ широко используется в усилительной технике и реализован в двухтактных усилителях на разнообразных усилительных элементах: лампах, биполярных и полевых транзисторах. Способ позволяет компенсировать четные гармоники нелинейных искажений сигнала.The method is widely used in amplification technology and is implemented in push-pull amplifiers on a variety of amplifying elements: lamps, bipolar and field effect transistors. The method allows you to compensate for the even harmonics of the nonlinear distortion of the signal.
Недостатком аналога является невозможность компенсации нечетных гармоник нелинейных искажений сигнала. Вместе с тем известно, что во многих приложениях именно нечетные гармоники являются наиболее вредными, например в трактах усиления АМ-сигналов, звуковых усилителях и т.д.The disadvantage of the analogue is the inability to compensate for the odd harmonics of nonlinear distortion of the signal. However, it is known that in many applications it is the odd harmonics that are most harmful, for example, in amplification paths of AM signals, sound amplifiers, etc.
Известен способ компенсации нелинейных искажений в усилителях электрических сигналов путем параллельного усиления сигналов в двух каналах усиления (с совпадающими передаточными (амплитудными) характеристиками) и последующего формирования из усиленных в каналах сигналов разностного выходного сигнала усилителя. При этом входной сигнал одного из каналов ослабляют на n-децибел, выходной сигнал другого канала ослабляют на 3n-децибел, а разностный выходной сигнал формируют путем усиления в каналах синфазных сигналов и вычитания одного усиленного сигнала из другого [3].A known method of compensating for non-linear distortions in amplifiers of electrical signals by parallel amplification of signals in two amplification channels (with matching transfer (amplitude) characteristics) and subsequent formation of a differential output signal of the amplifier from the amplified channels of the signals. In this case, the input signal of one of the channels is attenuated by n-decibels, the output signal of the other channel is attenuated by 3n-decibels, and the difference output signal is formed by amplifying common-mode signals in the channels and subtracting one amplified signal from the other [3].
Способ позволяет компенсировать третью гармонику и снизить интермодуляционные искажения выходного сигнала.The method allows you to compensate for the third harmonic and reduce intermodulation distortion of the output signal.
Данный способ принят за прототип.This method is adopted as a prototype.
Изобретением решается задача расширения арсенала технических средств, направленных на повышение линейности трактов усиления за счет компенсации нечетных гармоник.The invention solves the problem of expanding the arsenal of technical means aimed at increasing the linearity of amplification paths by compensating for odd harmonics.
Для достижения этого технического результата способ компенсации нелинейных искажений в усилителе электрических сигналов включает параллельное усиление сигналов в первом и втором каналах усиления и последующее формирование из усиленных в каналах сигналов разностного выходного сигнала усилителя. Способ также предусматривает этап ослабления входного сигнала одного из каналов и этап ослабления выходного сигнала одного из каналов. В отличие от прототипа в способе токи покоя усилительных элементов первого канала устанавливаются больше токов покоя усилительных элементов второго канала. При этом ослабляют входной сигнал первого канала - в случае использования в каналах усилительных элементов с проходной характеристикой аппроксимируемой показательной функцией, или ослабляют входной сигнал второго канала - в случае использования усилительных элементов с проходной характеристикой аппроксимируемой степенной функцией, или ослабляют выходной сигнал второго канала - в последнем из упомянутых случаев.To achieve this technical result, a method for compensating non-linear distortions in an electric signal amplifier includes parallel amplification of signals in the first and second amplification channels and subsequent generation of a differential output signal of the amplifier from the signal amplified in the channels. The method also includes the step of attenuating the input signal of one of the channels and the step of attenuating the output signal of one of the channels. In contrast to the prototype, in the method, the quiescent currents of the amplifying elements of the first channel are set to more quiescent currents of the amplifying elements of the second channel. At the same time, the input signal of the first channel is weakened - in the case of using amplifying elements with a passage characteristic approximated by an exponential function, or the input signal of the second channel is weakened - if amplifiers with a passage characteristic of an approximated power function are used, or weakening the output signal of the second channel in the last from the mentioned cases.
Для упомянутых в способе случаев или входной сигнал первого канала ослабляют в K1 раз, или входной сигнал второго канала ослабляют в K2 раз, или выходной сигнал второго канала ослабляют в K3 раз:For the cases mentioned in the method, either the input signal of the first channel is attenuated by K 1 time, or the input signal of the second channel is attenuated by K 2 times, or the output signal of the second channel is attenuated by K 3 times:
где n, m - числа параллельно включенных усилительных элементов (или их пар при двухтактном усилении) соответственно первого и второго каналов;where n, m are the numbers of parallel-connected amplifying elements (or their pairs with push-pull amplification), respectively, of the first and second channels;
I01, I02 - токи покоя усилительных элементов соответственно первого и второго каналов;I 01 , I 02 - quiescent currents of amplifying elements of the first and second channels, respectively;
α - показатель степени степенной функции, аппроксимирующей проходную характеристику усилительного элемента.α is an exponent of the power function approximating the pass-through characteristic of the amplifying element.
(Приведенные соотношения позволяют достичь минимального уровня третьей гармоники в спектре выходного сигнала усилителя.)(The above relations allow us to achieve the minimum level of the third harmonic in the spectrum of the output signal of the amplifier.)
Разностный выходной сигнал усилителя формируется путем усиления в первом и втором каналах взаимно инвертированных сигналов и последующего суммирования усиленных сигналов.The differential output signal of the amplifier is formed by amplification in the first and second channels of mutually inverted signals and the subsequent summation of the amplified signals.
(Признак позволяет наиболее просто реализовать способ с бестрансформаторными двухтактными каскадами.)(The feature allows you to most easily implement the method with transformerless push-pull cascades.)
Реализация способа в усилителях с различными каскадами в параллельных каналах усиления проиллюстрирована на фиг.1-8.The implementation of the method in amplifiers with different stages in parallel amplification channels is illustrated in figures 1-8.
На фиг 1. приведена схема однотактного усилителя на биполярных транзисторах.In Fig 1. shows a diagram of a single-cycle amplifier on bipolar transistors.
На фиг.2 - схема однотактного усилителя на триодах.Figure 2 - diagram of a single-cycle amplifier on triodes.
На фиг.3 - схема усилителя с дифференциальными каскадами на биполярных транзисторах.Figure 3 is a diagram of an amplifier with differential stages on bipolar transistors.
На фиг.4 - схема усилителя с дифференциальными каскадами на полевых транзисторах.Figure 4 is a diagram of an amplifier with differential stages on field-effect transistors.
На фиг.5 - схема с двухтактными каскадами напряжения на комплементарных транзисторах.Figure 5 - circuit with push-pull cascades of voltage on complementary transistors.
На фиг.6 - схема двухтактного усилителя с комплементарными истоковыми повторителями и мостовым включением нагрузки.Figure 6 - diagram of a push-pull amplifier with complementary source repeaters and bridge switching of the load.
На фиг.7 - схема двухтактного трансформаторного усилителя на экранированных лампах.7 is a diagram of a push-pull transformer amplifier on shielded lamps.
На фиг.8 - схема параллельного включения нескольких усилительных элементов (на примере биполярных транзисторов).On Fig - diagram of the parallel connection of several amplifying elements (for example, bipolar transistors).
Проходные характеристики усилительного элемента, аппроксимируемые степенной функцией, имеют лампы и полевые транзисторы. Так проходные характеристики триода и пентода на «рабочих» участках подчиняются известному «закону степени 3/2» [5]. Проходная характеристика полевого транзистора имеет выраженную квадратичную зависимость (см. [1], с.75). Проходная характеристика биполярного транзистора хорошо аппроксимируется показательной функцией (см. [1], с.34).The pass-through characteristics of the amplifier element, approximated by a power-law function, have lamps and field-effect transistors. So the passage characteristics of the triode and pentode in the "working" areas obey the well-known "law of
Таким образом, проходную характеристику усилительного элемента, условно приведенную к началу координат, можно представить в виде:Thus, the pass-through characteristic of the amplifying element, conditionally reduced to the origin, can be represented as:
илиor
где I - выходной ток усилительного элемента;where I is the output current of the amplifying element;
U - напряжение на входных электродах усилительного элемента;U is the voltage at the input electrodes of the amplifying element;
α - показатель степени;α is an exponent;
UT - тепловое напряжение;U T is the thermal voltage;
А и В - коэффициенты пропорциональности.A and B are proportionality coefficients.
Напряжение U=U0+u состоит из постоянной составляющей U0, которая служит для выбора тока покоя I0 (рабочей точки) и собственно переменного сигнала и (для гармонического сигнала u=V·sinωt).The voltage U = U 0 + u consists of a constant component U 0 , which serves to select the quiescent current I 0 (operating point) and the ac signal itself (and for the harmonic signal u = V · sinωt).
Разложив функцию (1) в ряд по степеням u для входных токов I1, I2 усилительных элементов первого и второго каналов, будем иметь:Having expanded the function (1) in a series in powers of u for the input currents I 1 , I 2 of the amplifying elements of the first and second channels, we will have:
где u1, u2 - входные сигналы соответственно первого и второго каналов;where u 1 , u 2 - input signals, respectively, of the first and second channels;
U01, U02 - напряжение смещения.U 01 , U 02 - bias voltage.
Если теперь в соответствии со способом положить u1=Ku2, K≥1 и вычесть один ток из другого, то в нагрузке будем иметь:If now, in accordance with the method, put u 1 = Ku 2 , K≥1 and subtract one current from another, then in the load we will have:
Очевидно, что нечетные гармоники порождаются членами ряда (3) с нечетными степенями. Поэтому, положив нулю коэффициенты при членах ряда со степенями 3, 5, 7 и т.д., найдем условия компенсации нечетных гармоник:Obviously, the odd harmonics are generated by members of the series (3) with odd powers. Therefore, setting the coefficients for the terms of the series with powers of 3, 5, 7, etc., to zero, we find the conditions for compensating for the odd harmonics:
и т.д. etc.
Таким образом, условием компенсации третьей гармоники (точнее «кубической» нелинейности) в соответствии с заявленным способом будет: или, учитывая, что получаем Thus, the condition for the compensation of the third harmonic (more precisely, the “cubic" nonlinearity) in accordance with the claimed method will be: or, given that we get
Например, для ламп (α=3/2) For example, for lamps (α = 3/2)
где I01, I02 - токи покоя усилительных элементов (ламп).where I 01 , I 02 - quiescent currents of amplifying elements (lamps).
При этом снижается уровень остальных гармоник. Так для K=2.This reduces the level of other harmonics. So for K = 2.
Уровень 5-ой гармоники уменьшается в 16 раз, второй гармоники в 5 раз. В то время как уровень первой гармоники (сигнала) снижается только на 25%.The level of the 5th harmonic decreases by 16 times, the second harmonic by 5 times. While the level of the first harmonic (signal) is reduced only by 25%.
В варианте способа с биполярными транзисторами, после разложения в ряд показательной функции (2) по степеням u для разности токов будем иметь:In the variant of the method with bipolar transistors, after expanding the exponential function (2) in powers of u into a series, for the current difference we will have:
и для u2=Ku1, K≥1 получаем следующие условия компенсации нечетных гармоник:and for u 2 = Ku 1 , K≥1 we obtain the following conditions for the compensation of odd harmonics:
Таким образом, условие компенсации третьей гармоники («кубической» нелинейности) в этом варианте способа будет:Thus, the condition for the compensation of the third harmonic ("cubic" nonlinearity) in this variant of the method will be:
где I01, I02 - токи покоя транзисторов, соответственно первого и второго каналов.where I 01 , I 02 - quiescent currents of transistors, respectively, of the first and second channels.
При выборе того же соотношения токов покоя, что и в выше рассмотренном примере способа: K=2 уровень 5-й гармоники уменьшается в 4 раза, остальных гармоник не менее чем в 3 раза.When choosing the same ratio of quiescent currents as in the above example of the method: K = 2 the level of the 5th harmonic decreases by 4 times, of the other harmonics by at least 3 times.
В случаях использования в качестве усилительных элементов ламп или полевых транзисторов, компенсация нечетных гармоник достигается также ослаблением выходного сигнала второго канала, без ослабления входных сигналов каналов. В самом деле, для разности усиленных сигналов будем иметь:In cases of using lamps or field effect transistors as amplifying elements, the compensation of odd harmonics is also achieved by attenuating the output signal of the second channel, without attenuating the input signals of the channels. In fact, for the difference between the amplified signals, we will have:
и условием компенсации третьей гармоники будет: and the condition for compensation of the third harmonic will be:
Те же условия (4), (6), (7) компенсации нечетных гармоник получаем при формировании разностного выходного сигнала путем усиления в первом и втором каналах взаимно инвертированных сигналов и последующего суммирования усиленных сигналов.We obtain the same conditions (4), (6), (7) for the compensation of odd harmonics when generating a differential output signal by amplifying mutually inverted signals in the first and second channels and then summing the amplified signals.
В самом деле, если u1=-Ku2, то для суммы токов первого и второго каналов будем иметь:In fact, if u 1 = -Ku 2 , then for the sum of the currents of the first and second channels we will have:
и получаем то же выражение (4) для коэффициента ослабления and we get the same expression (4) for the attenuation coefficient
- в случае ламп и полевых транзисторов; или (6) - в случае биполярных транзисторов. Рассмотренный способ формирования разностного сигнала может быть с успехом реализован с двухтактными каскадами в каналах и комплементарными транзисторами в плечах двухтактных каскадов. Несмотря на увеличенный уровень четных гармоник, характерный для данного способа формирования, в спектре выходного сигнала не следует ожидать значительного их роста, поскольку они будут компенсированы двухтактным усилением.- in the case of lamps and field effect transistors; or (6) in the case of bipolar transistors. The considered method for generating a difference signal can be successfully implemented with push-pull cascades in channels and complementary transistors in the arms of push-pull cascades. Despite the increased level of even harmonics characteristic of this method of formation, one should not expect significant growth in the spectrum of the output signal, since they will be compensated by push-pull amplification.
Преобразовав в (5) выражение для первой гармоники (при условии компенсации третьей гармоники):Having transformed into (5) the expression for the first harmonic (provided that the third harmonic is compensated):
находим соотношение токов, максимизирующее первую гармонику (или, что то же, коэффициент передачи),:we find the ratio of currents that maximizes the first harmonic (or, equivalently, the transmission coefficient):
Обобщая выражения (4), (6), (7) и (8) на случай параллельных включений усилительных элементов из n-элементов (или их пар для двухтактного усиления) в первом канале и m-элементов во втором канале усиления, для коэффициентов ослабления имеют место следующие выражения:Summarizing expressions (4), (6), (7) and (8) for the case of parallel switching on of amplifying elements from n-elements (or their pairs for push-pull amplification) in the first channel and m-elements in the second amplification channel, for attenuation coefficients the following expressions take place:
А соотношение (8) принимает вид:And relation (8) takes the form:
Выражения (9), (10), (11) и (12) получены из разложения в ряд разностного выходного сигнала I=nI1-mI2 для всех рассмотренных случаев, аналогично тому, как это было сделано выше для одиночных усилительных элементов в каналах (n=m=1).Expressions (9), (10), (11) and (12) are obtained from the series expansion of the difference output signal I = nI 1 -mI 2 for all cases considered, similar to the way it was done above for single amplifier elements in the channels (n = m = 1).
Параллельное включение усилительных элементов позволяет получить коэффициенты ослабления K1, K2, K3 равными единице, т.е. обойтись в способе без этапов ослабления. В самом деле, положив в (9), (10), (11) K1=1, K2=1 и K3=1, можно получить требуемые соотношения для токов покоя усилительных элементов в первом и втором каналах с параллельным включением элементов (m≠n).The parallel inclusion of amplifying elements allows to obtain attenuation coefficients K 1 , K 2 , K 3 equal to unity, i.e. dispense in the method without the stages of attenuation. In fact, setting K 1 = 1, K 2 = 1 and K 3 = 1 in (9), (10), (11), we can obtain the required ratios for the quiescent currents of the amplifying elements in the first and second channels with parallel switching on of the elements (m ≠ n).
На фиг.1 и фиг.2 представлены схемы, реализующие способ в однотактных усилителях, соответственно для биполярных транзисторов и ламп.Figure 1 and figure 2 presents the circuit that implements the method in single-ended amplifiers, respectively, for bipolar transistors and lamps.
На фиг.1 резисторы 6 и 7 смещения задают токи покоя транзисторов 4 и 5 (I01>I02), а делитель напряжения на резисторах 3 и 1, 2 ослабляет входной сигнал первого канала в K1 раз:In Figure 1 the
Аналогично в ламповом варианте (фиг.2): резисторы 14 и 15 задают токи покоя ламп 16 и 17 (I01>I02), а делитель напряжения на резисторах 18 и 19 ослабляет входной сигнал второго канала с лампой 17 в K2 раз:Similarly, in the tube version (figure 2):
Входные сигналы каналов синфазные (полюсы 12 и 13 в схемах Фиг.1, 2 можно объединить). Разностный выходной сигнал в усилителе фиг.1 формируется с помощью отражателя тока 10 (транзисторы 8, 9) путем вычитания выходного тока одного канала из выходного тока другого канала на резисторе 11 нагрузки. В усилителе фиг.2 разностный выходной сигнал формируется аналогично, только уже с использованием отражателей тока 20, 21 и 22 (см. направление выходных токов I1, I2 каналов в схеме). Кроме участия в формировании разностного сигнала отражатель тока выполняет функции буфера между лампой и нагрузкой 23. В результате проходная динамическая характеристика триода практически совпадает с его проходной статической характеристикой в достаточно широкой полосе частот (по крайней мере, в полосе звуковых частот) и хорошо аппроксимируется для большинства ламп степенной функцией с показателем степени α≈3/2.The input signals of the in-phase channels (
В усилителе фиг.3 параллельные каналы усиления выполнены на дифференциальных каскадах. Токи покоя I01 транзисторов 24, 25 первого канала задаются источником тока 26. Токи покоя I02 транзисторов 28, 29 второго канала - источником тока 27 (I01>I02). Аттенюатор 30 (делитель напряжения на резисторах 31, 32) ослабляет входной сигнал первого канала усиления. Коллекторы транзисторов 24, 25 и 28, 29 соединены так, что разностный выходной сигнал из усиленных в каналах сигналов формируется в нагрузках 33 и 34 из соответствующих коллекторных токов каскадов.In the amplifier of Fig. 3, parallel amplification channels are made on differential stages. The quiescent currents I 01 of the
Поскольку достижение заявленного технического результата от реализации способа в усилителе с дифференциальным включением усилительных элементов далеко не очевиден, ниже покажем, что оно имеет место. И более того, покажем, что условия компенсации третьей гармоники в точности совпадают с условиями (6), (9).Since the achievement of the claimed technical result from the implementation of the method in an amplifier with differential switching on of amplifying elements is far from obvious, we will show below that it takes place. And moreover, we show that the conditions for the compensation of the third harmonic exactly coincide with the conditions (6), (9).
Известно, что передаточные характеристики дифференциального каскада на биполярных транзисторах задаются выражениями [2, с.292]:It is known that the transfer characteristics of a differential cascade on bipolar transistors are given by the expressions [2, p. 292]:
где IK1, IK2 - коллекторные токи транзисторов дифференциального каскада,where I K1 , I K2 are the collector currents of the transistors of the differential stage,
U - входное дифференциальное напряжение,U is the input differential voltage
I0 - ток покоя транзисторов.I 0 is the quiescent current of transistors.
Суммируя коллекторные токи в нагрузках 33 и 34, получаем выходной сигнал усилителя в виде разности усиленных сигналов в первом и втором каналах:Summing the collector currents in the loads 33 and 34, we obtain the output signal of the amplifier in the form of the difference of the amplified signals in the first and second channels:
I33=IK24+IK28 или I34=IK25+IK29.I 33 = I K24 + I K28 or I 34 = I K25 + I K29 .
. .
Разложим выражение для I33 в ряд по степеням U:We expand the expression for I 33 in a series in powers of U:
Положив нулю коэффициент при третьей степени U3, получаем условие компенсации третьей гармоники:Putting the coefficient at the third power of U 3 to zero, we obtain the third harmonic compensation condition:
- совпадающее с выражением (6).- coinciding with expression (6).
Т.о. T.O.
В усилителе фиг.4 дифференциальные каскады выполнены на полевых транзисторах 35, 36 в первом канале и 37, 38 во втором канале усиления. Идеальный полевой транзистор имеет квадратичную проходную характеристику (α=2). Казалось бы, это гарантирует отсутствие в спектре выходного сигнала гармоник выше второй. Однако выходные сигналы дифференциального каскада и каскадов с резистором в цепи истока (например, истоковых повторителей) содержат третью и высшие гармоники. Т.е. передаточные характеристики каскадов усиления с полевыми транзисторами имеют нелинейности третьего и высшего порядка, которые также могут компенсироваться изобретенным способом.In the amplifier of FIG. 4, differential stages are performed on field-
В самом деле, из известного [6, с.259] уравнения, связывающего входное дифференциальное напряжение U и разность ΔI токов стоков:In fact, from the well-known [6, p. 259] equation relating the input differential voltage U and the difference ΔI of the drain currents:
после несложных преобразований получаем уравнение передаточной характеристики дифференциального каскада:after simple transformations, we obtain the equation of the transfer characteristic of the differential cascade:
где I0 - ток покоя (суммарный) транзисторов,where I 0 is the quiescent current (total) of the transistors,
IDSS - ток насыщения (короткого замыкания),I DSS - saturation current (short circuit),
Up - напряжение отсечки.U p is the cutoff voltage.
Разложим выражение (13) в ряд по степеням U:We expand expression (13) in a series in powers of U:
Согласно предложенному способу, положив в (14) для первого канала усиления усилителя (фиг.4) U=U1, I0=2I01; для второго канала U=U2=U1/K, I0=2I02; I01>I02, получаем уравнение передаточной характеристики усилителя фиг.4, как:According to the proposed method, setting in (14) for the first amplifier amplification channel (Fig. 4) U = U 1 , I 0 = 2I 01 ; for the second channel, U = U 2 = U 1 / K, I 0 = 2I 02 ; I 01> I 02, we obtain the equation of the transfer characteristic of the amplifier 4 as:
здесь ΔI1=IC35-IC36, ΔI2=IC38-IC37.here ΔI 1 = I C35 -I C36 , ΔI 2 = I C38 -I C37 .
Приравняв нулю коэффициент при U3,находим условия компенсации третьей гармоники в выходном сигнале:Equating the coefficient at U 3 to zero, we find the conditions for the compensation of the third harmonic in the output signal:
Это же выражение (16) получаем формальной подстановкой α=2 в формулу (4).We obtain the same expression (16) by formal substitution of α = 2 in formula (4).
Т.о. коэффициент ослабления аттенюатора 39 во втором канале T.O.
В усилителе фиг.5 первый канал усилителя содержит двухтактный каскад усиления напряжения на комплементарных транзисторах 42, 44. Делители напряжения 43 на резисторах 47, 48 ослабляют входной сигнал первого канала в раз. Второй канал усиления содержит двухтактный каскад на комплементарных транзисторах 45, 46. Источники 49 и 50 смещения задают токи покоя I01, I02 каскадов (I01>I02) и режимы работы каскадов в классах А или АВ. Входные сигналы усилителя парафазные: Uвх1=-Uвх2. Первый и второй каналы усиливают взаимно инвертированные сигналы, а выходной сигнал усилителя формируется суммированием выходных сигналов каскада на нагрузке 51.In the amplifier of FIG. 5, the first amplifier channel contains a push-pull cascade of voltage amplification on
Аналогично рассмотренному в усилителе фиг.5 способ реализуется и в усилителях с комплементарными двухтактными эмиттерными (истоковыми) повторителями.Similarly to that considered in the amplifier of Fig. 5, the method is also implemented in amplifiers with complementary push-pull emitter (source) repeaters.
Еще один возможный вариант усилителя с комплементарными повторителями показан на фиг.6. Здесь нагрузка 52 включена по мостовой схеме между истоковыми повторителями на транзисторах 54, 55 и 56, 57 первого и второго каналов. Выходной сигнал усилителя формируется как разность выходных сигналов каналов. Входные сигналы усилителя синфазные: Uвх1=Uвх2.Another possible variant of the amplifier with complementary repeaters shown in Fig.6. Here, the
Коэффициент ослабления аттенюатора 53: Attenuator Attenuation Ratio 53:
Источники 61 и 62 напряжений смещения U01 и U02 задают токи покоя I01 и I02 транзисторов 54, 55 и 56, 57 (I01>I02).
Наконец, на фиг.7 показан вариант двухтактного каскада усиления мощности, плечи которого линеаризованы по заявляемому способу.Finally, FIG. 7 shows a variant of a push-pull power amplification stage, the arms of which are linearized by the claimed method.
Здесь лампы 63 и 64 образуют одно плечо, а лампы 65 и 66 - другое плечо усилителя. Катодные резисторы смещения 67 и 68, 69 и 70 задают токи покоя I01 и I02 ламп 63, 65 и 64, 66 соответственно, а делитель напряжения на резисторах 71 и 72 ослабляет сигнал, поступающий на лампы 64 и 66 в К2 раз, где Here,
В приведенных усилителях фиг.1-7 вместо одного усилительного элемента в каскаде (или пары элементов в двухтактном каскаде) может быть использовано параллельное включение нескольких усилительных элементов. Например так, как это показано на фиг.8 для биполярных транзисторов 73, 74, 75.In the amplifiers shown in FIGS. 1-7, instead of one amplifying element in a cascade (or a pair of elements in a push-pull cascade), parallel connection of several amplifying elements can be used. For example, as shown in FIG. 8 for
Вариант способа с ослаблением выходного сигнала второго канала усиления проще всего реализуется в усилителях с выходным трансформатором (схема не приведена). В зависимости от принятого способа формирования разностного выходного сигнала трансформатор либо вычитает, либо суммирует сигналы каналов на нагрузке, подключенной к вторичной обмотке трансформатора. Ослабление выходного сигнала второго канала достигается соответствующим выбором коэффициента трансформации n2 во втором канале по отношению к коэффициенту трансформации n1 в первом канале.A variant of the method with attenuation of the output signal of the second amplification channel is most easily implemented in amplifiers with an output transformer (diagram not shown). Depending on the adopted method of generating a differential output signal, the transformer either subtracts or sums the channel signals at the load connected to the secondary winding of the transformer. The attenuation of the output signal of the second channel is achieved by the appropriate choice of the transformation coefficient n 2 in the second channel with respect to the transformation coefficient n 1 in the first channel.
Для компенсации третьей гармоники: n1:n2=w1:w2≈К3:1,To compensate for the third harmonic: n 1 : n 2 = w 1 : w 2 ≈ K 3 : 1,
где w1, w2 - числа витков первичной обмотки, соответственно, в первом и втором каналах; where w 1 , w 2 - the number of turns of the primary winding, respectively, in the first and second channels;
В многокаскадном усилителе (схема не приведена) линеаризация тракта усиления достигается выполнением ступеней усиления по двухканальной параллельной схеме усиления и реализации в каждой ступени заявленного способа компенсации нелинейных искажений.In a multi-stage amplifier (the diagram is not shown), the linearization of the amplification path is achieved by performing the amplification stages using a two-channel parallel amplification circuit and implementing the claimed method for compensating non-linear distortions in each stage.
Источники информацииInformation sources
1. Шкритек П. Справочное руководство по звуковой схемотехнике. - М.: Мир, 1991 г.;1. Shkritek P. Reference manual for sound circuitry. - M .: Mir, 1991;
2. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника.- М.: Высшая школа, 1991 г.2. Gusev V.G., Gusev Yu.M. Electronics.- M.: Higher School, 1991.
3. Заявка ФРГ №2718172, H 03 F 1/32.3. The application of Germany No. 2718172, H 03
4. Войшвилло Г.В. Усилители низкой частоты на электронных лампах.- М.: Связь, 1963 г.4. Voishvillo G.V. Amplifiers of low frequency on electronic tubes. - M.: Communication, 1963.
5. Власов В.Ф. Электронные и ионные приборы.- М.: Связь, 1956 г.5. Vlasov V.F. Electronic and ionic devices.- M .: Communication, 1956.
6. Соклоф С. Аналоговые интегральные схемы: перевод с английского,- М.: Мир, 1988 г.6. Soklof S. Analog Integrated Circuits: Translation from English, - M.: Mir, 1988.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005122636/09A RU2294052C9 (en) | 2005-07-19 | 2005-07-19 | Method for correcting nonlinear distortions in electric signal amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005122636/09A RU2294052C9 (en) | 2005-07-19 | 2005-07-19 | Method for correcting nonlinear distortions in electric signal amplifier |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2294052C1 RU2294052C1 (en) | 2007-02-20 |
RU2294052C9 true RU2294052C9 (en) | 2007-06-20 |
Family
ID=37863548
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005122636/09A RU2294052C9 (en) | 2005-07-19 | 2005-07-19 | Method for correcting nonlinear distortions in electric signal amplifier |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2294052C9 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2647647C2 (en) * | 2016-02-26 | 2018-03-16 | Андрей Анатольевич Савченко | Ultralinear push-pull lamp cascade with control on second net and method of its adjustment |
RU2694011C1 (en) * | 2015-11-09 | 2019-07-08 | Телефонактиеболагет Лм Эрикссон (Пабл) | Amplifier circuit for compensation of output signal from circuit |
-
2005
- 2005-07-19 RU RU2005122636/09A patent/RU2294052C9/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2694011C1 (en) * | 2015-11-09 | 2019-07-08 | Телефонактиеболагет Лм Эрикссон (Пабл) | Amplifier circuit for compensation of output signal from circuit |
US10469034B2 (en) | 2015-11-09 | 2019-11-05 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Amplifier circuit for compensating an output signal from a circuit |
RU2647647C2 (en) * | 2016-02-26 | 2018-03-16 | Андрей Анатольевич Савченко | Ultralinear push-pull lamp cascade with control on second net and method of its adjustment |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2294052C1 (en) | 2007-02-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6566961B2 (en) | Wide-band single-ended to differential converter in CMOS technology | |
US9438186B2 (en) | Power amplifier with envelope injection | |
KR100631973B1 (en) | Variable gain broadband amplifier | |
KR100427878B1 (en) | Amplifier circuit | |
KR19990085977A (en) | Small signal linearizer | |
US8289077B2 (en) | Signal processor comprising an amplifier | |
KR100955822B1 (en) | Highly Linear Differential Amplifying Circuit | |
Yan et al. | A negative conductance voltage gain enhancement technique for low voltage high speed CMOS op amp design | |
US8686793B2 (en) | Amplifier device with reiterable error correction scheme with balanced negative feedback | |
CN114710124A (en) | Rail-to-rail input and output operational transconductance amplifier based on low ripple charge pump | |
US20100013562A1 (en) | Circuit with single-ended input and differential output | |
US20050128000A1 (en) | Ultra fast, low noise voltage feedback operational amplifier with dynamic biasing | |
EP3979494A1 (en) | Single-ended differential transimpedance amplifier | |
RU2294052C9 (en) | Method for correcting nonlinear distortions in electric signal amplifier | |
GB2434047A (en) | A balanced audio valve amplifier with multiple feedback loops | |
CA2467184A1 (en) | Im3 cancellation using cmos elements | |
US4359696A (en) | Amplifiers | |
KR100518475B1 (en) | Circuit arrangement including a differential amplifier stage | |
JP2696986B2 (en) | Low frequency amplifier | |
JP2005523632A (en) | Electronic amplification circuit | |
WO2015117950A1 (en) | Ac floating voltage source for push-pull amplifier stage | |
US9985589B2 (en) | System and method for improving total harmonic distortion of an amplifier | |
EP3719993B1 (en) | A radio frequency power amplifier system and a method of linearizing an output signal thereof | |
JPH046129B2 (en) | ||
US6940350B2 (en) | Amplifier and method for canceling nonlinearity in amplifier |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TH4A | Reissue of patent specification | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110720 |