RU2318292C1 - Sectionalized current amplifier - Google Patents
Sectionalized current amplifier Download PDFInfo
- Publication number
- RU2318292C1 RU2318292C1 RU2006134570/09A RU2006134570A RU2318292C1 RU 2318292 C1 RU2318292 C1 RU 2318292C1 RU 2006134570/09 A RU2006134570/09 A RU 2006134570/09A RU 2006134570 A RU2006134570 A RU 2006134570A RU 2318292 C1 RU2318292 C1 RU 2318292C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transistor
- conductivity
- collector
- resistor
- reverse
- Prior art date
Links
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в мощных усилителях низких частот.The invention relates to the field of radio engineering and can be used in powerful low-frequency amplifiers.
Цель изобретения: получение предельно-высокой линейности усилителя с сохранением высокой термостабильности и получение максимально высокого коэффициента демпфирования.The purpose of the invention: obtaining extremely high linearity of the amplifier while maintaining high thermal stability and obtaining the highest possible damping coefficient.
Проблемы получения высокой линейности заключаются в том, что транзисторы большой мощности обладают малой полосой и их граничная частота ухудшается в 5-7 раз в области малых и больших токов [1, 2], что делает схему при охвате глубокой отрицательной обратной связью (ООС) неустойчивой.The problems of obtaining high linearity are that high power transistors have a small band and their cutoff frequency deteriorates 5-7 times in the region of small and high currents [1, 2], which makes the circuit unstable when covered with deep negative feedback (OOS) .
Просто увеличение числа последовательно включенных повторителей по схеме Дарлингтона не дает снижения искажений, а приводит только к увеличению входного сопротивления и требует большого тока покоя. А замена в прототипе [3], (представляющем собой двухкаскадный усилитель тока повышенной термостабильности на транзисторах разной проводимости с местной ООС) одиночных транзисторов на сдвоенные транзисторы, включенные по схеме Дарлингтона или Шиклаи, приводит к потере устойчивости схемы. И даже применение здесь вместо биполярных транзисторов полевых транзисторов помогает мало.Just an increase in the number of series-connected repeaters according to the Darlington scheme does not reduce distortion, but only leads to an increase in input resistance and requires a large quiescent current. And the replacement in the prototype [3], (which is a two-stage current amplifier with increased thermal stability on transistors of different conductivity with local OOS) of single transistors with dual transistors connected according to the Darlington or Shiklai circuit, leads to a loss of circuit stability. And even using field-effect transistors instead of bipolar transistors here helps a little.
Для решения этой проблемы в схему прототипа [3] дополнительно введены три двухтактных эмиттерных повторителя со схемой последовательного управления друг другом и местной взаимопроникающей ООС разной полосы и мощности и входной каскодный усилитель с ООС на первый повторитель.To solve this problem, three push-pull emitter repeaters with a sequential control circuit of each other and a local interpenetrating OOS of different band and power and an input cascode amplifier with OOS to the first repeater are additionally introduced into the prototype circuit [3].
Предлагаемая схема состоит из структурно-однотипных взаимодополняющих двухтактных звеньев, которые образуют местные последовательные ООС и согласованно работают на общую нагрузку. Число звеньев может быть любым в зависимости от требований разработчика, например применение полевых транзисторов позволит уменьшить число звеньев, но оптимальное число - четыре. Этот вариант и приведен в заявке.The proposed scheme consists of structurally homogeneous complementary push-pull links that form local consecutive OOS and work in concert on a common load. The number of links can be any depending on the requirements of the developer, for example, the use of field-effect transistors will reduce the number of links, but the optimal number is four. This option is given in the application.
Прототип [3] полностью входит в предлагаемую схему (Фиг.1) в виде: схемы смещения на элементах 5-7; первого двухтактного повторителя на элементах 10-13 и элементов первого токового зеркала 8, 15, 17, 19.The prototype [3] is fully included in the proposed scheme (Figure 1) in the form of: an offset circuit on the elements 5-7; the first push-pull repeater on the elements 10-13 and the elements of the first current mirror 8, 15, 17, 19.
Для получения высоких параметров в схему прототипа [3], согласно (Фиг.1), введены:To obtain high parameters in the prototype circuit [3], according to (Figure 1), introduced:
1. Входной каскодный усилитель на элементах 1-4.1. The input cascode amplifier on the elements 1-4.
2. Три пары токовых зеркал на элементах 8, 9, 14-17, 19-22, 27-30, 32, 33, 36, 37, 40, 41, 43-46.2. Three pairs of current mirrors on the elements 8, 9, 14-17, 19-22, 27-30, 32, 33, 36, 37, 40, 41, 43-46.
3. Два источника напряжения на элементах 18, 31.3. Two voltage sources on the elements 18, 31.
4. Три пары дополнительных двухтактных эмиттерных повторителей на элементах 23-26, 38, 39, 49, 50.4. Three pairs of additional push-pull emitter repeaters on the elements 23-26, 38, 39, 49, 50.
5. Элементы частотной коррекции 2, 34, 35, 42, 42, 47, 485. Elements of frequency correction 2, 34, 35, 42, 42, 47, 48
Схема электрических связей вновь введенных элементов приведена на чертеже.The electrical connection diagram of the newly introduced elements is shown in the drawing.
Предлагаемая схема работает следующим образом.The proposed scheme works as follows.
Входной сигнал поступает на эмиттер транзистора 1. С коллектора транзистора 1 сигнал поступает на базу транзистора 10 и, через источник напряжения 6, на базу транзистора 13. С выхода усилителя, через резистор 4, поступает сигнал ООС на базу транзистора 1. Конденсатор 2 служит для коррекции транзистора 1. Диод 3 защищает базовый переход от пробоя при перегрузке и ускоряет запирание транзистора 1. Источники тока 5, 7 и источник напряжения 6 задают рабочий ток транзисторам 10, 13. С эмиттеров транзисторов 10, 13 сигнал через резисторы 11, 12 поступает на выход усилителя. В этом каскаде используются маломощные высокочастотные транзисторы, благодаря чему обеспечивается широкая полоса ООС. С коллекторов транзисторов 10, 13 сигнал поступает на токовые зеркала на транзисторах 17, 19. Так как коэффициент передачи по току этих транзисторов благодаря диодам 9, 14 и резисторам 8, 15, 16, 20 близок к 1, то термостабильность тока транзисторов 17, 19 целиком зависит от тока транзисторов 10, 13, а фазовая задержка сигнала минимальна. С коллекторов транзисторов 17, 19 сигнал поступает на базы транзисторов 23, 26. Источник напряжения 18 задает рабочий ток транзисторов 23, 26. С эмиттеров транзисторов 23, 26 сигнал через резисторы 24, 25 поступает на выход усилителя.The input signal goes to the emitter of transistor 1. From the collector of transistor 1, the signal goes to the base of transistor 10 and, through a voltage source 6, to the base of transistor 13. From the output of the amplifier, through resistor 4, the OOS signal goes to the base of transistor 1. Capacitor 2 serves to correction of transistor 1. Diode 3 protects the basic transition from breakdown during overload and accelerates the shutdown of transistor 1. Current sources 5, 7 and voltage source 6 set the operating current to transistors 10, 13. From the emitters of transistors 10, 13, the signal through resistors 11, 12 is fed to exit preamplifier. This cascade uses low-power high-frequency transistors, which ensures a wide band of OOS. From the collectors of transistors 10, 13, the signal enters the current mirrors on transistors 17, 19. Since the current transfer coefficient of these transistors is close to 1 due to the diodes 9, 14 and resistors 8, 15, 16, 20, the current stability of the transistors 17, 19 entirely depends on the current of transistors 10, 13, and the phase delay of the signal is minimal. From the collectors of transistors 17, 19, the signal enters the bases of transistors 23, 26. The voltage source 18 sets the operating current of transistors 23, 26. From the emitters of transistors 23, 26, the signal is fed through resistors 24, 25 to the output of the amplifier.
Так как базовый ток транзисторов 23, 26 фактически является током коллекторов транзисторов 10, 13, то транзисторы 10, 13 управляют работой транзисторов 23, 26. И появление сигнала ошибки на выходе усилителя вызывает изменение тока транзисторов 23, 26 в десятки раз большее, чем изменение токов транзисторов 10, 13, так осуществляется местная ООС с параллельной работой транзисторов 10, 13, 23, 26 на общую выходную нагрузку. При этом цепь местной ООС не связана с входным каскодным усилителем и может иметь худшие частотные свойства, чем цепь на транзисторах 1, 10, 13.Since the base current of transistors 23, 26 is actually the current of the collectors of transistors 10, 13, transistors 10, 13 control the operation of transistors 23, 26. And the appearance of an error signal at the amplifier output causes a change in the current of transistors 23, 26 tens of times greater than the change currents of transistors 10, 13, so local OOS is carried out with the parallel operation of transistors 10, 13, 23, 26 for a total output load. Moreover, the local OOS circuit is not connected to the input cascode amplifier and may have worse frequency properties than the circuit on transistors 1, 10, 13.
С коллекторов транзисторов 23, 26 сигнал поступает на вторую пару токовых зеркал на транзисторах 30, 32. Элементы 21, 22, 27-29, 33 задают рабочий режим транзисторам 30, 32 аналогично выше описанному. С коллекторов транзисторов 30, 32 сигнал поступает на базы транзисторов 38, 39. Источник напряжения 31 задает смещение на базы транзисторов 38, 39 так, чтобы начальный ток этих транзисторов был близок к нулю.From the collectors of transistors 23, 26, the signal enters the second pair of current mirrors on transistors 30, 32. Elements 21, 22, 27-29, 33 set the operating mode for transistors 30, 32 similarly to the above. From the collectors of transistors 30, 32, the signal enters the bases of transistors 38, 39. The voltage source 31 sets the offset to the bases of transistors 38, 39 so that the initial current of these transistors is close to zero.
Через дроссель 42 усиленный сигнал с эмиттеров 38, 39 поступает на выход усилителя. Резисторы 34, 35 совместно с дросселем 42 уменьшают усиление транзисторов 38, 39 на высоких частотах, создавая условия для устойчивой работы схемы. Так как базовый ток транзисторов 38, 39 задается током коллекторов транзисторов 23, 26, здесь замыкается третья цепь местной ООС, а транзисторы 38, 39, благодаря дроссельной коррекции, могут иметь худшие частотные свойства, чем транзисторы 23, 26, без потери общей устойчивости. А так как ток транзисторов 38, 39 в десятки раз больше тока транзисторов 23, 26, то они должны иметь соответственно большую мощность, а более мощные транзисторы имеют худшие частотные свойства.Through the inductor 42, the amplified signal from the emitters 38, 39 is fed to the output of the amplifier. Resistors 34, 35 together with the inductor 42 reduce the amplification of transistors 38, 39 at high frequencies, creating conditions for stable operation of the circuit. Since the base current of transistors 38, 39 is set by the current of the collectors of transistors 23, 26, the third circuit of the local OOS is closed here, and transistors 38, 39, due to throttle correction, can have worse frequency properties than transistors 23, 26, without loss of overall stability. And since the current of transistors 38, 39 is ten times greater than the current of transistors 23, 26, they must have correspondingly higher power, and more powerful transistors have poorer frequency properties.
С коллекторов транзисторов 38, 39 сигнал поступает на третью пару токовых зеркал на транзисторах 44, 45. Элементы 36, 37, 40, 41, 43, 46 задают рабочий режим транзисторов 44, 45 аналогично выше описанному. С коллекторов транзисторов 44, 45 сигнал поступает на базы четвертого повторителя на транзисторах 49, 50. Усиленный сигнал с эмиттеров транзисторов 49, 50 через дроссель 48 поступает на эмиттера транзисторов 38, 39. Таким образом, через эмиттера транзисторов 38, 39 замыкается четвертая цепь местной ООС.From the collectors of transistors 38, 39, the signal is supplied to a third pair of current mirrors on transistors 44, 45. Elements 36, 37, 40, 41, 43, 46 determine the operating mode of transistors 44, 45 similarly to the above. From the collectors of transistors 44, 45, the signal enters the base of the fourth repeater on transistors 49, 50. The amplified signal from the emitters of transistors 49, 50 through the inductor 48 goes to the emitter of transistors 38, 39. Thus, through the emitter of transistors 38, 39, the fourth local circuit is closed OOS.
Резистор 47, совместно с дросселем 48, уменьшает усиление транзисторов 49, 50 на высоких частотах, придавая каскаду необходимую устойчивость.The resistor 47, together with the inductor 48, reduces the gain of the transistors 49, 50 at high frequencies, giving the cascade the necessary stability.
По дросселю 42 течет совместный ток повторителей на транзисторах 38, 39, 49, 50 и соответственно транзисторы 38, 39 уменьшают большой ток искажений от транзисторов 49, 50. Таким образом, выходной четвертый повторитель выдает на выход усилителя наибольший, но низкочастотный и сильно искаженный ток, который последовательно корректируется всеми предыдущими звеньями усилителя.The common current of the repeaters flows through the inductor 42 at the transistors 38, 39, 49, 50 and, accordingly, the transistors 38, 39 reduce the large distortion current from the transistors 49, 50. Thus, the fourth output repeater gives the amplifier the largest, but low-frequency and highly distorted current , which is sequentially adjusted by all previous links of the amplifier.
В результате искажения сигнала на выходе имеют минимальную величину при высокой устойчивости и термостабильности схемы, и усилитель имеет максимально высокий коэффициент демпфирования.As a result, the distortion of the signal at the output is minimal with high stability and thermal stability of the circuit, and the amplifier has the highest damping coefficient.
ЛитератураLiterature
1. Данилов А.А. Прецизионные усилители низкой частоты. - М.: Горячая линия. - Телеком, 2004, с.129.1. Danilov A.A. Precision low frequency amplifiers. - M .: Hot line. - Telecom, 2004, p. 129.
2. Ашкинази Л. Динозавры двадцатого века. - ж. Наука и жизнь, 2004 г., №8, с.89.2. Ashkinazi L. Dinosaurs of the twentieth century. - w. Science and Life, 2004, No. 8, p. 89.
3. Ежков Ю. А. Справочник по схемотехнике усилителей. - 2-е изд., перераб. - М.: ИП РадиоСофт, 2002, с.96, рис.5.35.3. Ezhkov Yu. A. Handbook of circuitry amplifiers. - 2nd ed., Revised. - M .: IP RadioSoft, 2002, p. 96, fig. 5.35.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006134570/09A RU2318292C1 (en) | 2006-09-28 | 2006-09-28 | Sectionalized current amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006134570/09A RU2318292C1 (en) | 2006-09-28 | 2006-09-28 | Sectionalized current amplifier |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2318292C1 true RU2318292C1 (en) | 2008-02-27 |
Family
ID=39279101
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006134570/09A RU2318292C1 (en) | 2006-09-28 | 2006-09-28 | Sectionalized current amplifier |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2318292C1 (en) |
-
2006
- 2006-09-28 RU RU2006134570/09A patent/RU2318292C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
АЛЕКСЕНКО А.Г. и др. Применение прецизионных аналоговых ИС. - М.: Сов. радио, 1980, с.52, рис.1.41. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6753734B2 (en) | Multi-mode amplifier bias circuit | |
Kwak et al. | A 2 W CMOS hybrid switching amplitude modulator for EDGE polar transmitters | |
KR100226226B1 (en) | Hybrid-type amplifier | |
JP2759128B2 (en) | Broadband amplifier | |
JP4330549B2 (en) | High frequency power amplifier | |
US20060145766A1 (en) | Power amplifier with bias control | |
CN105393453A (en) | Apparatus and method for transimpedance amplifiers with wide input current ranges | |
JP5523619B2 (en) | Variable gain amplifier | |
JP2007259409A (en) | Variable gain amplifier | |
US8907728B2 (en) | High power wideband amplifier and method | |
KR100204591B1 (en) | Mixer using copy voltage-current converter | |
CN110808721B (en) | Anti-saturation current-mode control radio frequency power amplifier | |
US7777575B2 (en) | Circuit with single-ended input and differential output | |
US7135927B2 (en) | Ultra fast, low noise operational amplifier with dynamic biasing | |
KR20010015904A (en) | Amplifier with stabilization means | |
WO2013153894A1 (en) | Cascode amplifier and amplifier circuit | |
CN111193477B (en) | Composite amplifier | |
CN111800092B (en) | Power control circuit of saturated power amplifier and control method thereof | |
RU2318292C1 (en) | Sectionalized current amplifier | |
CN116032220A (en) | Operational amplifier, power amplifier, chip, terminal device and related methods | |
CN216390921U (en) | Power amplifier | |
JP4076858B2 (en) | Fully differential variable gain amplifier and multidimensional amplifier configuration | |
CN111082800B (en) | I/V converter | |
TWM541154U (en) | Linear amplifier, envelope tracking device, and envelope tracking power amplifier | |
CN203326961U (en) | Electrical level switching circuit with high gain |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120929 |