RU2384938C1 - Complementary differential amplifier with controlled gain - Google Patents

Complementary differential amplifier with controlled gain Download PDF

Info

Publication number
RU2384938C1
RU2384938C1 RU2008134298/09A RU2008134298A RU2384938C1 RU 2384938 C1 RU2384938 C1 RU 2384938C1 RU 2008134298/09 A RU2008134298/09 A RU 2008134298/09A RU 2008134298 A RU2008134298 A RU 2008134298A RU 2384938 C1 RU2384938 C1 RU 2384938C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
common emitter
circuit
differential
input
emitter circuit
Prior art date
Application number
RU2008134298/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Николаевич Прокопенко (RU)
Николай Николаевич Прокопенко
Даниил Николаевич Конев (RU)
Даниил Николаевич Конев
Александр Игоревич Серебряков (RU)
Александр Игоревич Серебряков
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ГОУ ВПО "ЮРГУЭС")
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 by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ГОУ ВПО "ЮРГУЭС") filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ГОУ ВПО "ЮРГУЭС")
Priority to RU2008134298/09A priority Critical patent/RU2384938C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2384938C1 publication Critical patent/RU2384938C1/en

Links

Images

Classifications

    • Y02B60/50

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)

Abstract

FIELD: physics, radio.
SUBSTANCE: invention relates to radio engineering and communication and can be used in automatic gain devices, phase detectors and modulators, in phase-locked loop and frequency multiplication systems or as an amplifier whose voltage transfer ratio depends on the control signal level. The controlled amplifier is the basic block of modern systems for receiving and processing high-frequency and microwave signals, and analogue computer and measurement equipment. The complementary differential amplifier (CDA) has a first (1) differential stage (DS) having first (2) and second (3) potential inputs, a current output (4) connected to the first (5) input of an output current adder (6), first (7) reference current source (RCS) connected to the common emitter circuit (8) of the first (1) DS, a second DS (9) having first (10) and second (11) potential inputs connected to corresponding first (2) and second (3) potential inputs of the fist DS (1) and first (12) and second (13) inputs of the CDA, as well as a current output (14) connected to the second (15) input of the output current adder (6), a second (16) RCS connected to the common emitter circuit (17) of the second DS (9). The circuit includes a first additional transistor (T) (18) whose emitter is connected through a first additional resistor (19) to the common emitter circuit (17) of the second DS (9) and the first additional (20) RCS, the base is connected to the first control input (21) of the CDA and the collector is connected to the common emitter circuit (8) of the first DS (1).
EFFECT: lower power supply voltage and electronic voltage gain control.
2 cl, 14 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в устройствах автоматической регулировки усиления, фазовых детекторах и модуляторах, в системах фазовой автоподстройки и умножения частоты или в качестве усилителя, коэффициент передачи по напряжению которого зависит от уровня сигнала управления. Управляемый усилитель является базовым узлом современных систем приема и обработки сигналов ВЧ- и СВЧ-диапазонов, аналоговой вычислительной и измерительной техники.The present invention relates to the field of radio engineering and communication and can be used in devices for automatic gain control, phase detectors and modulators, in systems of phase locked loop and frequency multiplication, or as an amplifier, the voltage transfer coefficient of which depends on the level of the control signal. The controlled amplifier is the base unit of modern systems for receiving and processing signals of the high and microwave ranges, analog computing and measuring equipment.

В настоящее время в аналоговой микросхемотехнике в составе систем электронной регулировки усиления, смешения или перемножения сигналов широкое применение находят схемы управляемых усилителей на основе дифференциальных каскадов с изменяющимся статическим режимом. Такая структура стала основой построения практически всех известных в настоящее время прецизионных управляемых усилителей и аналоговых перемножителей сигналов. В этой связи задача улучшения параметров этого функционального узла РЭА нового поколения относится к числу достаточно актуальных задач современной микроэлектроники.Currently, in analog microcircuit technology as part of electronic control systems for amplifying, mixing, or multiplying signals, circuits of controlled amplifiers based on differential stages with variable static mode are widely used. Such a structure has become the basis for the construction of almost all currently known precision controlled amplifiers and analog signal multipliers. In this regard, the task of improving the parameters of this functional unit of REA of the new generation is one of the rather urgent tasks of modern microelectronics.

Известны схемы комплементарных дифференциальных усилителей (КДУ), реализованных на основе двух параллельно включенных дифференциальных каскадов (ДК) с источниками опорного тока в эмиттерных цепях входных транзисторов (так называемые «dual input stage») [1-20]. По такой архитектуре, на модификации которой выдано более 50 патентов различных стран, выполнены микросхемы ведущих микроэлектронных фирм (НА5190, НА2539 и др. [16, 18]). Все варианты построения дифференциальных усилителей «dual input stage» можно разбить на два больших класса. В усилителях первого класса передача сигнала от параллельно включенных по входу дифференциальных каскадов на выход осуществляется через сумматоры выходных токов, реализованные в виде двух токовых зеркал [1-13]. В усилителях второго класса сигнал от входных дифференциальных каскадов передается на выход дифференциального усилителя через сумматор выходных токов, реализованный в виде транзисторных каскадов по схеме с общей базой [14-20].Known schemes for complementary differential amplifiers (CDDs), implemented on the basis of two parallel-connected differential stages (DC) with sources of reference current in the emitter circuits of input transistors (the so-called "dual input stage") [1-20]. According to this architecture, the modification of which issued more than 50 patents of various countries, microcircuits of leading microelectronic companies (NA5190, NA2539, etc. [16, 18]) were made. All options for building differential amplifiers “dual input stage” can be divided into two large classes. In amplifiers of the first class, the signal from the differential stages connected in parallel at the input to the output is transmitted through the output current adders, realized in the form of two current mirrors [1-13]. In amplifiers of the second class, the signal from the input differential stages is transmitted to the output of the differential amplifier through the output current adder, implemented as transistor stages in accordance with a common base circuit [14–20].

Ближайшим прототипом (фиг.1) заявляемого устройства является комплементарный дифференциальный усилитель (КДУ), описанный в патенте США №4.600.893 (фирма Toshiba) фиг.3, содержащий первый 1 дифференциальный каскад, имеющий первый 2 и второй 3 потенциальные входы, токовый выход 4, связанный с первым 5 входом выходного сумматора токов 6, первый 7 источник опорного тока, соединенный с общей эмиттерной цепью 8 первого 1 дифференциального каскада, второй дифференциальный каскад 9, имеющий первый 10 и второй 11 потенциальные входы, связанные с соответствующими первым 2 и вторым 3 потенциальными входами первого дифференциального каскада 1 и первым 12 и вторым 13 входами комплементарного дифференциального усилителя, а также токовый выход 14, связанный со вторым 15 входом выходного сумматора токов 6, второй 16 источник опорного тока, соединенный с общей эмиттерной цепью 17 второго дифференциального каскада 9.The closest prototype (figure 1) of the claimed device is a complementary differential amplifier (CDA) described in US patent No. 4,600.893 (Toshiba) of figure 3, containing the first 1 differential stage having first 2 and second 3 potential inputs, current output 4, connected to the first 5 input of the output current adder 6, the first 7 is a reference current source connected to a common emitter circuit 8 of the first 1 differential stage, the second differential stage 9, having the first 10 and second 11 potential inputs associated with the corresponding the first 2 and second 3 potential inputs of the first differential stage 1 and the first 12 and second 13 inputs of a complementary differential amplifier, as well as the current output 14 connected to the second 15 input of the output current adder 6, the second 16 is a reference current source connected to a common emitter circuit 17 second differential cascade 9.

Существенный недостаток известного КДУ состоит в том, что он не имеет специального входа «У» для электронного управления коэффициентом усиления по напряжению, «привязанному» к общей шине источников питания. Это существенно сужает область его использования, не позволяет реализовывать на его основе адаптивные функциональные узлы систем на кристалле, например СВЧ-операционные усилители, у которых петлевое усиление изменяется по заданному алгоритму в зависимости от свойств источников сигнала и цепей обратных связей (см. например, патент РФ №2307393 «Способ управления коэффициентом передачи решающего усилителя с глубокой отрицательной обратной связью»).A significant drawback of the known KDU is that it does not have a special input “U” for electronic control of the voltage gain, “tied” to the common bus of the power sources. This significantly narrows the scope of its use, does not allow implementing adaptive functional units of systems on a chip, for example, microwave operational amplifiers, in which the loop gain varies according to a given algorithm depending on the properties of the signal sources and feedback circuits (see, for example, patent RF №2307393 "Method of controlling the gain of a decisive amplifier with deep negative feedback").

Основная цель предлагаемого изобретения состоит в создании условий для электронного управления коэффициентом усиления по напряжению КДУ. При этом управляющее напряжение Uy должно подаваться относительно общей шины источников питания. Реализация этой цели позволяет выполнять на базе заявляемого устройства не только широкополосные ВЧ- и СВЧ-усилители с регулируемыми параметрами, но создавать на его основе более сложные функциональные узлы, например, аналоговые перемножители широкополосных сигналов.The main objective of the invention is to create conditions for electronic control of the gain of voltage KDU. In this case, the control voltage U y must be supplied relative to the common bus of the power sources. The implementation of this goal allows you to perform on the basis of the claimed device not only broadband RF and microwave amplifiers with adjustable parameters, but create on its basis more complex functional units, for example, analog multipliers of broadband signals.

Первая дополнительная цель - создание архитектуры КДУ с малым напряжением питания и электронным управлением его коэффициента усиления по напряжению, а также обеспечение возможности практической реализации устройства по технологии SG25H2 (рабочее напряжение для n-p-n транзисторов Up=1,9В, для p-n-p транзисторов Uп=2,8B).The first additional goal is the creation of a KDU architecture with a low supply voltage and electronic control of its voltage gain, as well as the possibility of practical implementation of the device using SG25H2 technology (operating voltage for npn transistors U p = 1.9 V, for pnp transistors U p = 2 , 8B).

Вторая дополнительная цель - реализация на базе известного КДУ функции аналогового смесителя двух напряжений.The second additional goal is the implementation on the basis of the well-known KDU functions of an analog mixer of two voltages.

Поставленная цель достигается тем, что в дифференциальном усилителе фиг.1, содержащем первый 1 дифференциальный каскад, имеющий первый 2 и второй 3 потенциальные входы, токовый выход 4, связанный с первым 5 входом выходного сумматора токов 6, первый 7 источник опорного тока, соединенный с общей эмиттерной цепью 8 первого 1 дифференциального каскада, второй дифференциальный каскад 9, имеющий первый 10 и второй 11 потенциальные входы, связанные с соответствующими первым 2 и вторым 3 потенциальными входами первого дифференциального каскада 1 и первым 12 и вторым 13 входами комплементарного дифференциального усилителя, а также токовый выход 14, связанный со вторым 15 входом выходного сумматора токов 6, второй 16 источник опорного тока, соединенный с общей эмиттерной цепью 17 второго дифференциального каскада 9, предусмотрены новые элементы и связи - в схему введен первый дополнительный транзистор 18, эмиттер которого через первый дополнительный резистор 19 связан с общей эмиттерной цепью 17 второго 9 дифференциального каскада и первым дополнительным 20 источником опорного тока, база - соединена с первым управляющим входом 21 комплементарного дифференциального усилителя, а коллектор - связан с общей эмиттерной цепью 8 первого дифференциального каскада 1.This goal is achieved in that in the differential amplifier of figure 1, containing the first 1 differential stage having a first 2 and a second 3 potential inputs, a current output 4 connected to the first 5 input of the output current adder 6, the first 7 is a reference current source connected to a common emitter circuit 8 of the first 1 differential stage, the second differential stage 9, having the first 10 and second 11 potential inputs associated with the corresponding first 2 and second 3 potential inputs of the first differential stage 1 and first 12 and the second 13 inputs of the complementary differential amplifier, as well as the current output 14 connected to the second 15 input of the output current adder 6, the second 16 is a reference current source connected to the common emitter circuit 17 of the second differential stage 9, new elements and communications are provided - in the circuit the first additional transistor 18 is introduced, the emitter of which is connected through the first additional resistor 19 to the common emitter circuit 17 of the second 9 differential cascade and the first additional 20 reference current source, the base is connected with the first control input 21 of the complementary differential amplifier, and the collector is connected to a common emitter circuit 8 of the first differential stage 1.

Схема усилителя-прототипа представлена на фиг.1. На фиг.2 показано заявляемое устройство в соответствии с п.1 формулы изобретения.The amplifier circuit of the prototype is presented in figure 1. Figure 2 shows the inventive device in accordance with claim 1 of the claims.

На фиг.3 приведена схема КДУ, соответствующего п.2. формулы изобретения.Figure 3 shows a diagram of the CDA corresponding to paragraph 2. claims

На фиг.4 представлена схема КДУ, в которой выходной сумматор токов 6 реализован на основе токовых зеркал 38 и 39.Figure 4 presents a diagram of the CDA, in which the output adder currents 6 is implemented on the basis of current mirrors 38 and 39.

На фиг.5 показана схема заявляемого устройства в среде компьютерного моделирования PSpice на моделях интегральных транзисторов ФГУП НПП «Пульсар».Figure 5 shows a diagram of the inventive device in a computer simulation environment PSpice on models of integrated transistors of FSUE NPP Pulsar.

На фиг.6 - фиг.10 показаны результаты компьютерного моделирования схемы фиг.5:Figure 6 - figure 10 shows the results of computer simulation of the circuit of figure 5:

- зависимость коэффициентов усиления по напряжению Ku от напряжения управления Uy (в диапазоне частот фиг.6);- the dependence of the gain in the voltage K u from the control voltage U y (in the frequency range of Fig.6);

- зависимость коэффициентов усиления по напряжению Ku от напряжения управления Uy при сопротивлении резистора R3=100 Ом (фиг.7);- the dependence of the amplification factors for the voltage K u from the control voltage U y when the resistance of the resistor R 3 = 100 Ohms (Fig.7);

- зависимость коэффициентов усиления по напряжению Ku от напряжения управления Uy при сопротивлении резистора R3=500 Ом (фиг.8);- the dependence of the amplification factors for the voltage K u from the control voltage U y when the resistance of the resistor R 3 = 500 Ohms (Fig);

- зависимость коэффициента подавления сигнала управления Ku от частоты при различных значениях постоянной составляющей сигнала управления при сопротивлении резистора R3=500 Ом (фиг.9);- the dependence of the suppression coefficient of the control signal K u on the frequency at various values of the constant component of the control signal with the resistance of the resistor R 3 = 500 Ohms (Fig.9);

- зависимость коэффициента подавления сигнала управления Кп от частоты при различных значениях постоянной составляющей сигнала управления Uy при сопротивлении резистора R3=100 Ом (фиг.10).- the dependence of the suppression coefficient of the control signal K p from the frequency for various values of the constant component of the control signal U y with the resistance of the resistor R 3 = 100 Ohms (figure 10).

На фиг.11 показана схема заявляемого устройства в соответствии с п.2 формулы изобретения в среде компьютерного моделирования PSpice на моделях интегральных транзисторов ФГУП НПП «Пульсар».11 shows a diagram of the inventive device in accordance with claim 2 in a computer simulation environment PSpice on models of integrated transistors of FSUE NPP Pulsar.

На фиг.12 - фиг.14 показаны результаты компьютерного моделирования схемы фиг.11:On Fig - Fig shows the results of computer simulation of the circuit of Fig.11:

- зависимость коэффициентов усиления Ku от напряжения управления Uy (в диапазоне частот фиг.12);- the dependence of the gain K u from the control voltage U y (in the frequency range of Fig.12);

- зависимость коэффициентов усиления Ku от напряжения управления Uy при сопротивлении резистора R3=100 Ом (фиг.13);- the dependence of the gain K u from the control voltage U y when the resistance of the resistor R 3 = 100 Ohms (Fig.13);

- зависимость коэффициентов усиления Ku от напряжения управления Uy при сопротивлении резистора R3=500 Ом (фиг.14).- the dependence of the gain K u from the control voltage U y when the resistance of the resistor R 3 = 500 Ohms (Fig.14).

Дифференциальный усилитель фиг.2 содержит первый 1 дифференциальный каскад, имеющий первый 2 и второй 3 потенциальные входы, токовый выход 4, связанный с первым 5 входом выходного сумматора токов 6, первый 7 источник опорного тока, соединенный с общей эмиттерной цепью 8 первого 1 дифференциального каскада, второй дифференциальный каскад 9, имеющий первый 10 и второй 11 потенциальные входы, связанные с соответствующими первым 2 и вторым 3 потенциальными входами первого дифференциального каскада 1 и первым 12 и вторым 13 входами комплементарного дифференциального усилителя, а также токовый выход 14, связанный со вторым 15 входом выходного сумматора токов 6, второй 16 источник опорного тока, соединенный с общей эмиттерной цепью 17 второго дифференциального каскада 9. В схему введен первый дополнительный транзистор 18, эмиттер которого через первый дополнительный резистор 19 связан с общей эмиттерной цепью 17 второго 9 дифференциального каскада и первым дополнительным 20 источником опорного тока, база соединена с первым управляющим входом 21 комплементарного дифференциального усилителя, а коллектор связан с общей эмиттерной цепью 8 первого дифференциального каскада 1.The differential amplifier of figure 2 contains a first 1 differential stage having first 2 and second 3 potential inputs, a current output 4 connected to the first 5 input of the output current adder 6, a first 7 reference current source connected to a common emitter circuit 8 of the first 1 differential stage , the second differential stage 9, having the first 10 and second 11 potential inputs associated with the corresponding first 2 and second 3 potential inputs of the first differential stage 1 and the first 12 and second 13 inputs of the complementary diff of the differential amplifier, as well as the current output 14 connected to the second 15 input of the output current adder 6, the second 16 is a reference current source connected to the common emitter circuit 17 of the second differential stage 9. The first additional transistor 18 is introduced into the circuit, the emitter of which is through the first additional resistor 19 is connected to a common emitter circuit 17 of the second 9 differential stage and the first additional 20 reference current source, the base is connected to the first control input 21 of the complementary differential amplifier, and the number the lecturer is connected to a common emitter circuit 8 of the first differential stage 1.

В схеме фиг.2 выходной сумматор токов 6 содержит выходные транзисторы 22 и 23 с объединенными коллекторами, эмиттеры которых подключены к токостабилизирующим двухполюсникам 24 и 25, а также связаны с источниками напряжения смещения 26 (+Ec1) и 27 (-Ес2). Коллекторы транзисторов 22 и 23 соединены с выходом 28 комплементарного дифференциального усилителя и элементом нагрузки 29. Первый 1 и второй 9 дифференциальные каскады в схеме фиг.2 выполнены на p-n-p транзисторах 30 и 31 и n-p-n транзисторах 32 и 33.In the circuit of Fig. 2, the output current adder 6 contains output transistors 22 and 23 with combined collectors, the emitters of which are connected to current-stabilizing two-terminal networks 24 and 25, and are also connected to bias voltage sources 26 (+ Ec 1 ) and 27 (-Ec 2 ). The collectors of transistors 22 and 23 are connected to the output 28 of the complementary differential amplifier and the load element 29. The first 1 and second 9 differential stages in the circuit of figure 2 are made on pnp transistors 30 and 31 and npn transistors 32 and 33.

В схеме фиг.3, в соответствии с п.2 формулы изобретения, введен второй дополнительный транзистор 34, эмиттер которого через второй 35 дополнительный резистор связан с общей эмиттерной цепью 8 первого дифференциального каскада 1 и вторым 36 дополнительным источником опорного тока, база соединена со вторым 37 управляющим входом комплементарного дифференциального усилителя, а коллектор связан с общей эмиттерной цепью 17 второго дифференциального каскада 9.In the circuit of FIG. 3, in accordance with claim 2, a second additional transistor 34 is introduced, the emitter of which through the second 35 additional resistor is connected to a common emitter circuit 8 of the first differential stage 1 and the second 36 additional reference current source, the base is connected to the second 37 by the control input of a complementary differential amplifier, and the collector is connected to a common emitter circuit 17 of the second differential stage 9.

В частном случае в схеме фиг.4 выходной сумматор тока 6 реализован на базе инвертирующих токовых зеркал 38 и 39, выходы которых связаны с выходом 28 комплементарного дифференциального усилителя.In the particular case in the circuit of Fig. 4, the current output adder 6 is implemented on the basis of inverting current mirrors 38 and 39, the outputs of which are connected to the output 28 of the complementary differential amplifier.

Рассмотрим работу заявляемого устройства в режиме управляемого усилителя напряжения, подаваемого на вход 12 «X» (ux) (фиг.2). В статическом режиме при нулевом напряжении управления (uy=0) ток через резистор 19 близок к нулю.Consider the operation of the claimed device in the mode of a controlled voltage amplifier supplied to the input 12 "X" (u x ) (figure 2). In static mode at zero control voltage (u y = 0), the current through the resistor 19 is close to zero.

Коэффициент усиления по напряжению Ku для выхода 28 определяется формулойThe voltage gain K u for output 28 is determined by the formula

Figure 00000001
Figure 00000001

где R29 - сопротивление резистора нагрузки 29;where R 29 is the resistance of the load resistor 29;

S - суммарная крутизна преобразования напряжения ux в выходной ток iвых.S - the total steepness of the conversion of voltage u x into the output current i o .

ПричемMoreover

Figure 00000002
Figure 00000002

где φт≈26 мВ - температурный потенциал;where φ t ≈26 mV is the temperature potential;

I8, I16 - статистические токи эмиттерных цепей первого (1) второго (9) каскадовI 8 , I 16 - statistical currents of the emitter circuits of the first (1) second (9) cascades

(I8=I16=I0);(I 8 = I 16 = I 0 );

rэiт/Iэi - сопротивление эмиттерного перехода i-го транзистора схемы при статистическом токе эмиттера Iэi.r ei = φ t / I ei is the resistance of the emitter junction of the i-th transistor of the circuit at a statistical current of the emitter I ei .

Таким образом, при uy - 0 для схемы фиг.2Thus, when u y - 0 for the circuit of figure 2

Figure 00000003
Figure 00000003

Если управляющее напряжение Uy на первом управляющем входе 21 получает положительное

Figure 00000004
приращение, то это приводит к изменению токаIf the control voltage U y at the first control input 21 receives a positive
Figure 00000004
increment, then this leads to a change in current

iR через резистор 19:i R through resistor 19:

Figure 00000005
Figure 00000005

где R19 - сопротивление резистора 19 (R19>>rэ32=rэ33)where R 19 is the resistance of the resistor 19 (R 19 >> r e32 = r e33 )

Этот ток вызывает уменьшение тока в общей эмиттерной цепи транзисторов 32, 33 и 30, 31 на величину iR, что приводит к уменьшению коэффициента усиления по напряжению со входа 12 («X») на выход 28:This current causes a decrease in the current in the total emitter circuit of the transistors 32, 33 and 30, 31 by the value of i R , which leads to a decrease in the voltage gain from input 12 (“X”) to output 28:

Figure 00000006
Figure 00000006

При другой фазе напряжения uy коэффициент Ku увеличивается пропорционально величине Uy.With another phase of the voltage u y, the coefficient K u increases in proportion to the value of U y .

Замечательная особенность схемы фиг.2 - подавление передачи сигнала управления uy на выход 28, что весьма важно для построения смесителя сигналов. Действительно, ток в нагрузке 29A remarkable feature of the circuit of figure 2 is the suppression of the transmission of the control signal u y to the output 28, which is very important for constructing a signal mixer. Indeed, the current in the load 29

Figure 00000007
Figure 00000007

где iK22, iK23 коллекторные токи транзисторов 22 и 23.where i K22, i K23 collector currents of transistors 22 and 23.

Как следствие коэффициент подавления сигнала управления достаточно малAs a result, the suppression ratio of the control signal is quite small

Figure 00000008
Figure 00000008

Данный вывод подтверждается результатами компьютерного моделирования фиг.9 - фиг.10This conclusion is confirmed by the results of computer simulation of Fig.9 - Fig.10

Таким образом, ток в нагрузке 29 не зависит от сигнала управления Uy. Это является необходимым условием подавления сигнала по входу 21 (Uy)) в смесителях напряжений Ux и Uy.Thus, the current in the load 29 is independent of the control signal U y . This is a necessary condition for suppressing the signal at input 21 (U y) ) in the voltage mixers U x and U y .

Полученные выше аналитические соотношения подтверждаются результатами компьютерного моделирования предлагаемых схем КДУ (фиг.6, фиг.7, фиг.8, фиг.9, фиг.10 фиг.12, фиг.13, фиг.14).The analytical relationships obtained above are confirmed by the results of computer modeling of the proposed schemes of the CDA (Fig. 6, Fig. 7, Fig. 8, Fig. 9, Fig. 10, Fig. 12, Fig. 13, Fig. 14).

Таким образом, заявляемый комплементарный дифференциальный усилитель имеет электронное управление коэффициентами усиления. Причем сигнал управления uy, как и входной сигнал Ux подаются на соответствующие входы относительно общей шины (без разделительных конденсаторов). Кроме этого, при использовании резисторов в качестве двухполюсников 7, 16, 24, 20, 25 схемы фиг.2 - фиг.4 могут иметь напряжение питания на уровне ±1,5 В, что позволяет рекомендовать их для использования в ВЧ- и СВЧ-интегральных схемах.Thus, the claimed complementary differential amplifier has electronic gain control. Moreover, the control signal u y , as well as the input signal U x are supplied to the corresponding inputs relative to the common bus (without isolation capacitors). In addition, when using resistors as bipolar 7, 16, 24, 20, 25 circuits of figure 2 - figure 4 can have a supply voltage of ± 1.5 V, which allows us to recommend them for use in RF and microwave integrated circuits.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОКBIBLIOGRAPHIC LIST

1. - Патент США №3.786.362.1. - US Patent No. 3,786.362.

2. - Патент США №4.030.044.2. - US Patent No. 4.030.044.

3. - Патент США №4.059.808, фиг.5.3. - US Patent No. 4.059.808, Fig.5.

4. - Патент США №4.286.227.4. - US Patent No. 4.286.227.

5. - Авт.свид. СССР №375754, H03f 3/38.5. - Autosvid. USSR No. 375754, H03f 3/38.

6. - Авт.свид. СССР №843164, H03f 3/30.6. - Autosvid. USSR No. 843164, H03f 3/30.

7. - Патент США №3.660.773.7. - US Patent No. 3,660.773.

8. - Патент США №4.560.948.8. - US Patent No. 4,560.948.

9. - Патент РФ №2930041, H03f 1/32.9. - RF patent No. 2930041, H03f 1/32.

10. - Патент Японии №57-5364, H03f 3/343.10. - Japan Patent No. 57-5364, H03f 3/343.

11. - Патент ЧССР №134845, кл. 21а2 18/08.11. - Czechoslovak Patent No. 134845, cl. 21a 2 18/08.

12. - Патент ЧССР №134849, кл. 21а2 18/08.12. - Czechoslovak Patent No. 134849, cl. 21a 2 18/08.

13. - Патент ЧССР №13 5326, кл. 21 а2 18/08.13. - Patent of Czechoslovakia No. 13 5326, cl. 21 a 2 18/08.

14. - Патент США №4.389.579.14. - US Patent No. 4,389.579.

15. - Патент Англии №1543361, Н3Т.15. - England Patent No. 1543361, H3T.

16. - Патент США №5.521.552 (фиг.3а).16. - US Patent No. 5.521.552 (figa).

17. - Патент США №4.059.808.17. - US Patent No. 4.059.808.

18. - Патент США №5.789.949.18. - US Patent No. 5,789.949.

19. - Патент США №4.453.134.19. - US Patent No. 4,453.134.

20. - Патент США №4.760.286.20. - US Patent No. 4,760.286.

21. - Авт.свид. СССР№1283946.21. - Autosvid. USSR No. 1283946.

22. - Патент РФ №2019019.22. - RF patent No.20101019.

23. - Патент США №4.389.579.23. - US Patent No. 4,389.579.

24. - Патент США №4.453.092.24. - US Patent No. 4,453.092.

25. - Патент США №3.566.289.25. - US Patent No. 3,566.289.

26. - Патент США №4.059.808 (фиг.2).26. - US Patent No. 4.059.808 (figure 2).

27. - Патент США №3.649.926.27. - US Patent No. 3,649,926.

28. - Патент США №4.714.894 (фиг.1).28. - US Patent No. 4,714.894 (figure 1).

29. Матавкин В.В. Быстродействующие операционные усилители. - М.: Радио и связь, 1989.29. Matavkin V.V. High-speed operational amplifiers. - M.: Radio and Communications, 1989.

30. М.Херпи. Аналоговые интегральные схемы. - М.: Радио и связь, 1983, стр.174, рис.5.52.30. M. Herpy. Analog integrated circuits. - M.: Radio and Communications, 1983, p. 174, Fig. 5.52.

Claims (2)

1. Комплементарный дифференциальный усилитель с управляемым усилением, содержащий первый (1) дифференциальный каскад, имеющий первый (2) и второй (3) потенциальные входы, токовый выход (4), связанный с первым (5) входом выходного сумматора токов (6), первый (7) источник опорного тока, соединенный с общей эмиттерной цепью (8) первого (1) дифференциального каскада, второй дифференциальный каскад (9), имеющий первый (10) и второй (11) потенциальные входы, связанные с соответствующими первым (2) и вторым (3) потенциальными входами первого дифференциального каскада (1) и первым (12) и вторым (13) входами комплементарного дифференциального усилителя, а также токовый выход (14), связанный со вторым (15) входом выходного сумматора токов (6), второй (16) источник опорного тока, соединенный с общей эмиттерной цепью (17) второго дифференциального каскада (9), отличающийся тем, что в схему введен первый дополнительный транзистор (18), эмиттер которого через первый дополнительный резистор (19) связан с общей эмиттерной цепью (17) второго (9) дифференциального каскада и первым дополнительным (20) источником опорного тока, база соединена с первым управляющим входом (21) комплементарного дифференциального усилителя, а коллектор связан с общей эмиттерной цепью (8) первого дифференциального каскада (1).1. A complementary differential amplifier with controlled amplification, comprising a first (1) differential stage having first (2) and second (3) potential inputs, a current output (4) connected to the first (5) input of the output current adder (6), the first (7) reference current source connected to the common emitter circuit (8) of the first (1) differential stage, the second differential stage (9) having the first (10) and second (11) potential inputs associated with the corresponding first (2) and second (3) potential inputs of the first differential helmet hell (1) and the first (12) and second (13) inputs of a complementary differential amplifier, as well as the current output (14) connected to the second (15) input of the output current adder (6), the second (16) reference current source connected with a common emitter circuit (17) of the second differential stage (9), characterized in that the first additional transistor (18) is introduced into the circuit, the emitter of which is connected through the first additional resistor (19) to the common emitter circuit (17) of the second (9) differential cascade and the first additional (20) reference current source, base connected to the first control input (21) of the complementary differential amplifier, and the collector is connected to a common emitter circuit (8) of the first differential stage (1). 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в схему введен второй дополнительный транзистор (34), эмиттер которого через второй (35) дополнительный резистор связан с общей эмиттерной цепью (8) первого дифференциального каскада (1) и вторым (36) дополнительным источником опорного тока, база соединена со вторым (37) управляющим входом комплементарного дифференциального усилителя, а коллектор связан с общей эмиттерной цепью (17) второго дифференциального каскада (9). 2. The device according to claim 1, characterized in that the second additional transistor (34) is introduced into the circuit, the emitter of which through the second (35) additional resistor is connected to a common emitter circuit (8) of the first differential stage (1) and the second (36) an additional reference current source, the base is connected to the second (37) control input of a complementary differential amplifier, and the collector is connected to a common emitter circuit (17) of the second differential stage (9).
RU2008134298/09A 2008-08-20 2008-08-20 Complementary differential amplifier with controlled gain RU2384938C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008134298/09A RU2384938C1 (en) 2008-08-20 2008-08-20 Complementary differential amplifier with controlled gain

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008134298/09A RU2384938C1 (en) 2008-08-20 2008-08-20 Complementary differential amplifier with controlled gain

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2384938C1 true RU2384938C1 (en) 2010-03-20

Family

ID=42137529

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008134298/09A RU2384938C1 (en) 2008-08-20 2008-08-20 Complementary differential amplifier with controlled gain

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2384938C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2475945C1 (en) * 2011-10-26 2013-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") Selective amplifier
RU2475946C1 (en) * 2011-10-26 2013-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") Ac amplifier with antiphased current outputs
RU2519544C1 (en) * 2012-11-01 2014-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") Complementary differential amplifier with expanded active operation range

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2475945C1 (en) * 2011-10-26 2013-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") Selective amplifier
RU2475946C1 (en) * 2011-10-26 2013-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") Ac amplifier with antiphased current outputs
RU2519544C1 (en) * 2012-11-01 2014-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") Complementary differential amplifier with expanded active operation range

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2384938C1 (en) Complementary differential amplifier with controlled gain
RU2388137C1 (en) Complementary cascode differential amplifier with controlled gain
RU2421887C1 (en) Differential amplifier with paraphase output
RU2380824C1 (en) Alternating current amplifier with controlled amplification
RU2333593C1 (en) Differential amplifier with wider active operation range
RU2390916C1 (en) Precision operational amplifier
RU2523947C1 (en) Output stage of power amplifier based on complementary transistors
RU2384936C1 (en) Controlled two-stage differential amplifier with inphase negative feedback
RU2384937C1 (en) Complementary differential amplifier with controlled gain
RU2389130C1 (en) Cascode differential amplifier with controlled amplification
RU2390922C1 (en) Controlled amplifier and analogue multiplier of signals on its basis
RU2475941C1 (en) Differential amplifier with complementary input cascade
RU2421897C1 (en) Controlled complementary differential amplifier
EP1357664A2 (en) Variable gain amplifer
RU2390912C2 (en) Cascode differential amplifier
RU2394358C1 (en) Low-voltage analogue voltage multiplier
RU2460206C1 (en) Cascode microwave amplifier with low supply voltage
RU2446554C1 (en) Differential operational amplifier with paraphase output
RU2293433C1 (en) Differential amplifier with increased weakening of input cophased signal
RU2321158C1 (en) Cascode differential amplifier
RU2467468C1 (en) Broadband current amplifier
RU2388138C1 (en) Differential amplifier with controlled gain
RU2396595C2 (en) Analogue multiplier of voltages
RU2432666C1 (en) Differential operational amplifier with low supply voltage
RU2382484C1 (en) Analogue voltage multiplier

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130821