RU2394358C1 - Low-voltage analogue voltage multiplier - Google Patents

Low-voltage analogue voltage multiplier Download PDF

Info

Publication number
RU2394358C1
RU2394358C1 RU2009106514/09A RU2009106514A RU2394358C1 RU 2394358 C1 RU2394358 C1 RU 2394358C1 RU 2009106514/09 A RU2009106514/09 A RU 2009106514/09A RU 2009106514 A RU2009106514 A RU 2009106514A RU 2394358 C1 RU2394358 C1 RU 2394358C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
current
differential stage
differential
potential
Prior art date
Application number
RU2009106514/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Николаевич Прокопенко (RU)
Николай Николаевич Прокопенко
Александр Игоревич Серебряков (RU)
Александр Игоревич Серебряков
Алексей Александрович Хруслов (RU)
Алексей Александрович Хруслов
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 RU2009106514/09A priority Critical patent/RU2394358C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2394358C1 publication Critical patent/RU2394358C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering. ^ SUBSTANCE: low-voltage analogue voltage multiplier includes first (1) differential stage (DS), second (7) DS differential stage; first (2) and second (3) current outputs of first (1) DS are connected to second (9) and first (8) current outputs respectively of second (7) DS; second (5) potential input of first (1) DS is connected to first (10) potential input of second (7) DS and connected to first (13) input of "X" multiplication channel; first (4) potential input of first (1) DS is connected to second (11) potential input of second (7) DS and connected to second (14) input of "X" multiplication channel; current input (6) of first (1) DS and current input (12) of second (7) DS are connected to first (15) power supply (PS) respectively through first (16) and second (17) current-stabilising bipoles; first (2) and second (3) current outputs of first (1) DS are connected to load circuit (19); at that, analogue multiplier has also first (20) input of "Y" multiplication channel, second (21) input of "Y" multiplication channel. To the scheme there introduced is first (22), second (23), third (24) and fourth (25) auxiliary resistors (R); first (26) and second (27) directly offset p-n junctions, first input 20 of "Y" multiplication channel is connected to current input (6) in common emitter circuit of first (1) DS through in-series connected third R and first (26) directly offset p-n junction; second input (21) of "Y" multiplication channel is connected to current input (12) in common emitter circuit of second (7) DS through in-series connected fourth (25) R and second (27) directly offset p-n junction; at that, first (28) common assembly of third (24) R and first (26) directly offset p-n junction is connected through first (22) R to second (18) PS, and second (29) common assembly of the fourth R and second (27) directly offset p-n junction is connected through second (23) R to second (18) PS. ^ EFFECT: reduction of supply voltage to less than 1,5 V. ^ 4 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в устройствах автоматической регулировки усиления, фазовых детекторах и модуляторах, а также в системах фазовой автоподстройки и умножения частоты или в качестве усилителя, коэффициент передачи по напряжению которого зависит от уровня сигнала управления. Аналоговый перемножитель (АПН) является базовым узлом современных систем приема и обработки сигналов ВЧ- и СВЧ-диапазонов, аналоговой вычислительной и измерительной техники, позволяет решать задачи выделения разностной частоты, аттенюации сигналов. АПН является неотъемлемым звеном квадратурных модуляторов и демодуляторов, а также синхронных фильтров. Высоколинейный широкополосный АПН может служить базовой ячейкой нелинейных СФ-блоков систем на кристалле.The present invention relates to the field of radio engineering and communication and can be used in automatic gain control devices, phase detectors and modulators, as well as in phase locked loop and frequency multiplication systems or as an amplifier, the voltage transfer coefficient of which depends on the level of the control signal. The analog multiplier (APN) is the basic unit of modern systems for the reception and processing of signals of the high and microwave ranges, analog computing and measuring equipment, it allows us to solve the problems of allocating the difference frequency, attenuation of signals. APN is an integral part of quadrature modulators and demodulators, as well as synchronous filters. High-linear broadband APN can serve as a base cell of nonlinear SF blocks of systems on a chip.

Аналоговый перемножитель напряжений реализуется, в основном, на базе перемножающей ячейки Джильберта, которая совершенствовалась в более чем 30 патентах ведущих микроэлектронных фирм (смотри, например, [1-36]). Предлагаемое изобретение относится к данному классу устройств.The analog voltage multiplier is implemented mainly on the basis of the Gilbert cell multiplier, which has been improved in more than 30 patents of leading microelectronic companies (see, for example, [1-36]). The present invention relates to this class of devices.

Ближайшим прототипом заявляемого устройства является аналоговый перемножитель напряжений (фиг.1), рассмотренный в патентной заявке США №2006/0232334, fig.1, содержащий первый 1 дифференциальный каскад, имеющий первый 2 и второй 3 токовые выходы, первый 4 и второй 5 потенциальные входы и токовый вход 6 в общей эмиттерной цепи первого 1 дифференциального каскада, второй 7 дифференциальный каскад, имеющий первый 8 и второй 9 токовые выходы, первый 10 и второй 11 потенциальные входы и токовый вход 12 в общей эмиттерной цепи второго 7 дифференциального каскада, причем первый 2 токовый выход первого 1 дифференциального каскада связан со вторым 9 токовым выходом второго 7 дифференциального каскада, а второй 3 токовый выход первого 1 дифференциального каскада связан с первым 8 токовым выходом второго 7 дифференциального каскада, второй 5 потенциальный вход первого 1 дифференциального каскада соединен с первым 10 потенциальным входом второго 7 дифференциального каскада и связан с первым 13 входом канала перемножения «X», первый 4 потенциальный вход первого 1 дифференциального каскада соединен со вторым 11 потенциальным входом второго 7 дифференциального каскада и связан со вторым 14 входом канала перемножения «X», токовый вход 6 первого 1 дифференциального каскада соединен с первым 15 источником питания через первый 16 токостабилизирующий двухполюсник, токовый вход 12 второго 7 дифференциального каскада соединен с первым 15 источником питания через второй 17 токостабилизирующий двухполюсник, первый 2 и второй 3 токовые выходы первого 1 дифференциального каскада связанны с цепью нагрузки 19, причем аналоговый перемножитель имеет также первый 20 вход канала перемножения «Y», второй 21 вход канала перемножения «Y».The closest prototype of the claimed device is an analog voltage multiplier (Fig. 1), discussed in US patent application No. 2006/0232334, fig. 1, comprising a first 1 differential stage having first 2 and second 3 current outputs, first 4 and second 5 potential inputs and current input 6 in the common emitter circuit of the first 1 differential stage, the second 7 differential stage having first 8 and second 9 current outputs, the first 10 and second 11 potential inputs and current input 12 in the common emitter circuit of the second 7 differential stage, moreover, the first 2 current output of the first 1 differential stage is connected to the second 9 current output of the second 7 differential stage, and the second 3 current output of the first 1 differential stage is connected to the first 8 current output of the second 7 differential stage, the second 5 potential input of the first 1 differential stage is connected to the first 10 potential input of the second 7 differential cascade and is connected to the first 13 input of the multiplication channel "X", the first 4 potential input of the first 1 differential cascade is connected to the second 11 potential input of the second 7 differential cascade and connected to the second 14 input of the multiplication channel "X", the current input 6 of the first 1 differential cascade is connected to the first 15 power source through the first 16 current-stabilizing two-terminal, the current input 12 of the second 7 differential cascade is connected to the first 15 source power supply through the second 17 current-stabilizing two-terminal, the first 2 and second 3 current outputs of the first 1 differential stage are connected to the load circuit 19, and the analog multiplier also has the first 20 course of the channel multiplication «Y», multiplying the second input 21 «Y» channel.

Существенный недостаток известного перемножителя состоит в том, что он не работоспособен при низковольтном питании, например Еп=±1,5 В. Это связано с его архитектурой, которая требует напряжения питания Eп≥±(3Uэб)≈2,1 В, где Uэб=0,7÷0,8 В - напряжение эмиттер-база биполярного транзистора.A significant drawback of the known multiplier is that it is not operable with low-voltage power, for example, E p = ± 1.5 V. This is due to its architecture, which requires a supply voltage E p ≥ ± (3U eB ) ≈ 2.1 V, where U eb = 0.7 ÷ 0.8 V is the emitter-base voltage of a bipolar transistor.

Основная цель предлагаемого изобретения состоит в обеспечении работоспособности АПН при напряжениях питания меньше 1,5 В (выполнении, например, АПН на низковольтных SiGe транзисторах техпроцесса SGB25VD).The main objective of the invention is to ensure the operation of the APN at supply voltages less than 1.5 V (performing, for example, the APN on low-voltage SiGe transistors of the SGB25VD process technology).

Поставленная цель достигается тем, что в АПН, содержащем первый 1 дифференциальный каскад, имеющий первый 2 и второй 3 токовые выходы, первый 4 и второй 5 потенциальные входы и токовый вход 6 в общей эмиттерной цепи первого 1 дифференциального каскада, второй 7 дифференциальный каскад, имеющий первый 8 и второй 9 токовые выходы, первый 10 и второй 11 потенциальные входы и токовый вход 12 в общей эмиттерной цепи второго 7 дифференциального каскада, причем первый 2 токовый выход первого 1 дифференциального каскада связан со вторым 9 токовым выходом второго 7 дифференциального каскада, а второй 3 токовый выход первого 1 дифференциального каскада связан с первым 8 токовым выходом второго 7 дифференциального каскада, второй 5 потенциальный вход первого 1 дифференциального каскада соединен с первым 10 потенциальным входом второго 7 дифференциального каскада и связан с первым 13 входом канала перемножения «X», первый 4 потенциальный вход первого 1 дифференциального каскада соединен со вторым 11 потенциальным входом второго 7 дифференциального каскада и связан со вторым 14 входом канала перемножения «X», токовый вход 6 первого 1 дифференциального каскада соединен с первым 15 источником питания через первый 16 токостабилизирующий двухполюсник, токовый вход 12 второго 7 дифференциального каскада соединен с первым 15 источником питания через второй 17 токостабилизирующий двухполюсник, первый 2 и второй 3 токовые выходы первого 1 дифференциального каскада связаны с цепью нагрузки 19, причем аналоговый перемножитель имеет также первый 20 вход канала перемножения «Y», второй 21 вход канала перемножения «Y», предусмотрены новые элементы и связи - в схему введен первый 22, второй 23, третий 24 и четвертый 25 вспомогательные резисторы, первый 26 и второй 27 прямо смещенные p-n переходы, первый вход 20 канала перемножения «Y» соединен с токовым входом 6 в общей эмиттерной цепи первого 1 дифференциального каскада через последовательно соединенные третий 24 вспомогательный резистор и первый 26 прямо смещенный p-n переход, второй вход 21 канала перемножения «Y» соединен с токовым входом 12 в общей эмиттерной цепи второго 7 дифференциального каскада через последовательно соединенные четвертый 25 вспомогательный резистор и второй 27 прямо смещенный p-n переход, причем первый 28 общий узел третьего 24 вспомогательного резистора и первого 26 прямо смещенного p-n перехода соединен через первый 22 вспомогательный резистор со вторым 18 источником питания, а второй 29 общий узел четвертого 25 вспомогательного резистора и второго 27 прямо смещенного p-n перехода соединен через второй 23 вспомогательный резистор со вторым 18 источником питания.This goal is achieved by the fact that in the APN containing the first 1 differential stage having the first 2 and second 3 current outputs, the first 4 and second 5 potential inputs and current input 6 in the common emitter circuit of the first 1 differential stage, the second 7 differential stage having the first 8 and second 9 current outputs, the first 10 and second 11 potential inputs and current input 12 in the common emitter circuit of the second 7 differential stage, the first 2 current output of the first 1 differential stage connected to the second 9 current output of the second 7th differential stage, and the second 3 current output of the first 1 differential stage is connected to the first 8 current output of the second 7 differential stage, the second 5 potential input of the first 1 differential stage is connected to the first 10 potential input of the second 7 differential stage and connected to the first 13 channel input multiplication "X", the first 4 potential input of the first 1 differential stage is connected to the second 11 potential input of the second 7 differential stage and connected to the second 14 channel input X, the current input 6 of the first 1 differential stage is connected to the first 15 power supply through the first 16 current-stabilizing two-terminal device, the current input 12 of the second 7 differential stage is connected to the first 15 power source through the second 17 current-stabilizing two-terminal device, the first 2 and second 3 current outputs the first 1 differential stage is connected to the load circuit 19, and the analog multiplier also has the first 20 input of the multiplication channel "Y", the second 21 input of the multiplication channel "Y", new elements and communications are provided - the first 22, second 23, third 24 and fourth 25 auxiliary resistors are introduced into the circuit, the first 26 and second 27 are directly biased pn junctions, the first input 20 of the multiplication channel “Y” is connected to current input 6 in the common emitter circuit of the first 1 differential stage through connected the third 24 auxiliary resistor and the first 26 directly biased pn junction, the second input 21 of the multiplication channel "Y" is connected to the current input 12 in the common emitter circuit of the second 7 differential stage through a fourth fourth 25 auxiliary connected in series the resistor and the second 27 directly biased pn junction, the first 28 common node of the third 24 auxiliary resistor and the first 26 directly biased pn junction connected through the first 22 auxiliary resistor to the second 18 power supply, and the second 29 common node of the fourth 25 auxiliary resistor and second 27 a directly biased pn junction is connected through a second 23 auxiliary resistor to a second 18 power supply.

На чертеже фиг.1 показана схема АПН-прототипа, а на чертеже фиг.2 - схема заявляемого АПН в соответствии с формулой изобретения.The drawing of figure 1 shows a diagram of the APN prototype, and in the drawing of figure 2 is a diagram of the claimed APS in accordance with the claims.

На чертеже фиг.3 приведена схема АПН фиг.2 в среде компьютерного моделирования PSpice на моделях интегральных транзисторов ФГУП НПП «Пульсар», а на чертеже фиг.4 показана зависимость ее выходного напряжения от напряжений на входах каналов «X» и «Y». Такой режим характеризует перемножающие свойства АПН. Эти графики показывают, что заявляемый АПН является четырехквадрантным перемножителем. При этом погрешность перемножения γ может быть достаточно малой (γ≤0,2%).The drawing of Fig. 3 shows the circuit of the APN of Fig. 2 in the computer simulation environment PSpice on the models of integrated transistors of the Federal State Unitary Enterprise NPP "Pulsar", and Fig. 4 shows the dependence of its output voltage on the voltage at the inputs of the channels "X" and "Y". This mode characterizes the multiplying properties of the APN. These graphs show that the claimed APN is a four-quadrant multiplier. Moreover, the error in the multiplication of γ can be quite small (γ≤0.2%).

Заявляемый АПН фиг.2 содержит первый 1 дифференциальный каскад, имеющий первый 2 и второй 3 токовые выходы, первый 4 и второй 5 потенциальные входы и токовый вход 6 в общей эмиттерной цепи первого 1 дифференциального каскада, второй 7 дифференциальный каскад, имеющий первый 8 и второй 9 токовые выходы, первый 10 и второй 11 потенциальные входы и токовый вход 12 в общей эмиттерной цепи второго 7 дифференциального каскада, причем первый 2 токовый выход первого 1 дифференциального каскада связан со вторым 9 токовым выходом второго 7 дифференциального каскада, а второй 3 токовый выход первого 1 дифференциального каскада связан с первым 8 токовым выходом второго 7 дифференциального каскада, второй 5 потенциальный вход первого 1 дифференциального каскада соединен с первым 10 потенциальным входом второго 7 дифференциального каскада и связан с первым 13 входом канала перемножения «X», первый 4 потенциальный вход первого 1 дифференциального каскада соединен со вторым 11 потенциальным входом второго 7 дифференциального каскада и связан со вторым 14 входом канала перемножения «X», токовый вход 6 первого 1 дифференциального каскада соединен с первым 15 источником питания через первый 16 токостабилизирующий двухполюсник, токовый вход 12 второго 7 дифференциального каскада соединен с первым 15 источником питания через второй 17 токостабилизирующий двухполюсник, первый 2 и второй 3 токовые выходы первого 1 дифференциального каскада связаны с цепью нагрузки 19, причем аналоговый перемножитель имеет также первый 20 вход канала перемножения «Y», второй 21 вход канала перемножения «Y». В схему введен первый 22, второй 23, третий 24 и четвертый 25 вспомогательные резисторы, первый 26 и второй 27 прямо смещенные p-n переходы, первый вход 20 канала перемножения «Y» соединен с токовым входом 6 в общей эмиттерной цепи первого 1 дифференциального каскада через последовательно соединенные третий 24 вспомогательный резистор и первый 26 прямо смещенный p-n переход, второй вход 21 канала перемножения «Y» соединен с токовым входом 12 в общей эмиттерной цепи второго 7 дифференциального каскада через последовательно соединенные четвертый 25 вспомогательный резистор и второй 27 прямо смещенный p-n переход, причем первый 28 общий узел третьего 24 вспомогательного резистора и первого 26 прямо смещенного p-n перехода соединен через первый 22 вспомогательный резистор со вторым 18 источником питания, а второй 29 общий узел четвертого 25 вспомогательного резистора и второго 27 прямо смещенного p-n перехода соединен через второй 23 вспомогательный резистор со вторым 18 источником питания.The inventive APN of FIG. 2 comprises a first 1 differential stage having first 2 and second 3 current outputs, first 4 and second 5 potential inputs and current input 6 in a common emitter circuit of the first 1 differential stage, second 7 differential stage having first 8 and second 9 current outputs, the first 10 and second 11 potential inputs and current input 12 in the common emitter circuit of the second 7 differential stage, and the first 2 current output of the first 1 differential stage is connected to the second 9 current output of the second 7 differential stage kada, and the second 3 current output of the first 1 differential stage is connected to the first 8 current output of the second 7 differential stage, the second 5 potential input of the first 1 differential stage is connected to the first 10 potential input of the second 7 differential stage and connected to the first 13 input of the multiplication channel "X ", The first 4 potential input of the first 1 differential stage is connected to the second 11 potential input of the second 7 differential stage and connected to the second 14 input of the multiplication channel" X ", the current input 6 is first about 1 differential cascade is connected to the first 15 power supply through the first 16 current-stabilizing two-terminal device, the current input 12 of the second 7 differential cascade is connected to the first 15 power supply through the second 17 current-stabilizing two-terminal device, the first 2 and second 3 current outputs of the first 1 differential stage are connected to the load circuit 19, wherein the analog multiplier also has a first 20 input of the multiplication channel “Y”, a second 21 input of the multiplication channel “Y”. The first 22, second 23, third 24 and fourth 25 auxiliary resistors are introduced into the circuit, the first 26 and second 27 are directly biased pn junctions, the first input 20 of the multiplication channel “Y” is connected to current input 6 in the common emitter circuit of the first 1 differential stage through in series connected the third 24 auxiliary resistor and the first 26 directly biased pn junction, the second input 21 of the multiplication channel "Y" is connected to the current input 12 in the common emitter circuit of the second 7 differential cascade through a fourth fourth 25 auxiliary connected in series the resistive resistor and the second 27 directly biased pn junction, the first 28 common node of the third 24 auxiliary resistor and the first 26 directly biased pn junction connected through the first 22 auxiliary resistor to the second 18 power supply, and the second 29 common node of the fourth 25 auxiliary resistor and second 27 a directly biased pn junction is connected through a second 23 auxiliary resistor to a second 18 power supply.

Рассмотрим работу АПН фиг.2.Consider the operation of the APN of figure 2.

В статическом режиме (ux=0, uу=0) эмиттерные токи транзисторов первого 1 и второго 7 дифференциальных каскадов устанавливаются двухполюсниками 16 и 22, 17 и 23. При этом входные токи канала «Y» (токи через резисторы 24 и 25) близки к нулю.In the static mode (u x = 0, u y = 0), the emitter currents of the transistors of the first 1 and second 7 differential stages are set by two-terminal circuits 16 and 22, 17 and 23. In this case, the input currents of channel “Y” (currents through resistors 24 and 25) are close to zero.

Для выполнения операции перемножения двух напряжений ux и uу в АПН фиг.2 необходимо обеспечить противофазное изменение токов в общих эмиттерных цепях 6 и 12 дифференциальных каскадов под действием напряжений uу и

Figure 00000001
канала «Y». В заявляемой схеме АПН этот эффект реализуется следующим образом.To perform the operation of multiplying two voltages u x and u y in the APN of figure 2, it is necessary to provide an antiphase change in currents in the common emitter circuits 6 and 12 of the differential stages under the action of voltages u y and
Figure 00000001
channel "Y". In the claimed circuit APN, this effect is implemented as follows.

Если uу и

Figure 00000002
получают приращение, а ux≈0, то ток
Figure 00000003
через резистор 24 и ток
Figure 00000004
через резистор 25 изменяются пропорционально uу:If u y and
Figure 00000002
get increment, and u x ≈0, then the current
Figure 00000003
through resistor 24 and current
Figure 00000004
through the resistor 25 vary in proportion to u y :

Figure 00000005
Figure 00000006
Figure 00000005
Figure 00000006

где R24, R25 - сопротивления резисторов 24, 25 (R24=R25>>rэ)where R 24 , R 25 - resistance of the resistors 24, 25 (R 24 = R 25 >> r e )

Figure 00000007
- крутизна преобразования напряжения uу в токи
Figure 00000003
,
Figure 00000004
;
Figure 00000007
- the steepness of the conversion of voltage u y into currents
Figure 00000003
,
Figure 00000004
;

rэi - дифференциальное сопротивление p-n переходов схемы.r ei is the differential resistance pn of the transitions of the circuit.

Поэтому коэффициент усиления по напряжению Ku1 каскада 1 уменьшается, а каскада 7 (Ku2) увеличивается:Therefore, the voltage gain K u1 of cascade 1 decreases, and cascade 7 (K u2 ) increases:

Figure 00000008
Figure 00000008

Figure 00000009
Figure 00000009

где I1=I7 - суммарный статический ток эмиттеров транзисторов первого 1 и второго 7 дифференциальных каскадов;where I 1 = I 7 is the total static current of the emitters of the transistors of the first 1 and second 7 differential stages;

φT≈25 мВ - температурный потенциал;φ T ≈25 mV - temperature potential;

Рн.экв - эквивалентное сопротивление нагрузки 19 АПН в узле 9.R n.Eq - equivalent load resistance 19 ALP in node 9.

Поэтому переменное выходное напряжение АПН пропорционально произведению ux и uy:Therefore, the AC output voltage is proportional to the product of u x and u y :

Figure 00000010
Figure 00000010

Следует заметить, что в схеме фиг.2 каналы передачи напряжения ux от источников сигналов ux и

Figure 00000011
идентичны, что расширяет полосу пропускания АПН особенно при малых величинах uу, ux.It should be noted that in the circuit of figure 2, the voltage transmission channels u x from signal sources u x and
Figure 00000011
identical, which extends the passband of the APN especially with small values of u y , u x .

Схема фиг.2 имеет малые значения паразитной емкости в узлах 6 и 12, что улучшает ее перемножающие свойства в области высоких частот по каналу «X».The circuit of figure 2 has small values of parasitic capacitance in nodes 6 and 12, which improves its multiplying properties in the high frequency region on the channel "X".

Замечательная особенность схемы фиг.2 - подавление передачи сигнала uу на выходы Вых.1 и Вых.2. Действительно, при изменении тока

Figure 00000003
в эмиттерах транзисторов первого 1 дифференциального каскада их коллекторные токи изменяются пропорционально uу. Однако противофазно изменяются и коллекторные токи транзисторов второго 7 каскада, что стабилизирует статическое напряжение на резисторах цепи нагрузки 19.A remarkable feature of the circuit of figure 2 is the suppression of the transmission of the signal u y to the outputs Vykh.1 and Vykh.2. Indeed, when the current changes
Figure 00000003
in the emitters of the transistors of the first 1 differential stage, their collector currents vary in proportion to u y . However, the collector currents of the transistors of the second 7 cascade also change in phase, which stabilizes the static voltage across the resistors of the load circuit 19.

Таким образом, предлагаемое техническое решение является альтернативой широко распространенным АПН с классической архитектурой [1-36] и характеризуется более высокими качественными параметрами.Thus, the proposed technical solution is an alternative to the widespread APN with classical architecture [1-36] and is characterized by higher quality parameters.

Что касается диапазона линейной работы АПН фиг.2 по каналу «X», то он, также как и в АПН-прототипе, достаточно мал (10-50 мВ). Это позволяет использовать АПН фиг.2 в качестве низковольтного смесителя двух сигналов ux и uу. Для повышения диапазона перемножения по каналу «X» следует использовать традиционный схемотехнический прием - включение по входу «X» логарифмирующих диодов.As for the range of linear operation of the APN of figure 2 along the channel "X", then it, as well as in the APN prototype, is quite small (10-50 mV). This allows you to use the APN of figure 2 as a low-voltage mixer of two signals u x and u y . To increase the range of multiplication on the channel "X", you should use the traditional circuitry technique - turning on the input "X" of the logarithmic diodes.

Представленные на чертеже фиг.4 зависимости подтверждают, что заявляемое устройство выполняет функции перемножителя напряжений. Однако в отличие от АПН-прототипа предлагаемая схема работоспособна при напряжении питания Еп≥±(1÷1,2) В, что позволяет рекомендовать ее для микросхем с топологическими нормами менее 0,18 мкм.Presented on the drawing of figure 4, the dependencies confirm that the inventive device performs the functions of a voltage multiplier. However, unlike the APN prototype, the proposed circuit is operable with a supply voltage E p ≥ ± (1 ÷ 1.2) V, which allows us to recommend it for microcircuits with topological norms of less than 0.18 μm.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОКBIBLIOGRAPHIC LIST

1. Патент GB 2.318.470, H03F 3/45.1. Patent GB 2.318.470, H03F 3/45.

2. Патент ЕР 1.369.992.2. Patent EP 1.369.992.

3. Патент США №5.874.857.3. US Patent No. 5,874,857.

4. Патент США №6.456.142, фиг.8.4. US patent No. 6.456.142, Fig.8.

5. Патент США №3.931.583, фиг.9.5. US Patent No. 3,931.583, Fig.9.

6. Патентная заявка США №2007/0139114, фиг.1.6. US patent application No. 2007/0139114, Fig.1.

7. Патентная заявка США №2005/0073362, фиг.1.7. US Patent Application No. 2005/0073362, FIG. 1.

8. Патент США №5.057.787.8. US Patent No. 5.057.787.

9. Патентная заявка WO 2004/041298.9. Patent application WO 2004/041298.

10. Патент США №5.389.840, фиг.1А.10. US patent No. 5.389.840, figa.

11. Патент США №5.883.539, фиг.1.11. US patent No. 5883.539, figure 1.

12. Патентная заявка США №2005/0052239.12. US Patent Application No. 2005/0052239.

13. Патент США №5.151.625, фиг.1.13. US patent No. 5.151.625, figure 1.

14. Патент США №4.458.211, фиг.5.14. US Patent No. 4,458.211, FIG. 5.

15. Патентная заявка США №2005/0030096, фиг.6.15. US patent application No. 2005/0030096, Fig.6.

16. Патентная заявка США №2007/0090876.16. US patent application No. 2007/0090876.

17. Патент США №6.727.755.17. US patent No. 6.727.755.

18. Патент США №5.552.734, фиг.13, фиг.16.18. US patent No. 5.552.734, Fig.13, Fig.16.

19. Патентная заявка США №2006/0232334.19. US patent application No. 2006/0232334.

20. Патент США №5.767.727.20. US patent No. 5.767.727.

21. Патент США №6.229.395, фиг.2.21. US patent No. 6.229.395, figure 2.

22. Патент США №5.115.409.22. US patent No. 5.115.409.

23. Патентная заявка США №2005/0231283, фиг.1.23. US patent application No. 2005/0231283, figure 1.

24. Патентная заявка США №2006/0066362, фиг.15.24. US patent application No. 2006/0066362, Fig.15.

25. Патент США №5.151.624, фиг.1, фиг.2.25. US patent No. 5.151.624, figure 1, figure 2.

26. Патент США №5.329.189, фиг.2.26. US patent No. 5.329.189, figure 2.

27. Патент США №4.704.738.27. US Patent No. 4,704.738.

28. Патент США №4.480.337.28. US patent No. 4.480.337.

29. Патент США №5.825.231.29. US patent No. 5.825.231.

30. Патент США №6.211.718, фиг.1, фиг.2.30. US patent No. 6.211.718, figure 1, figure 2.

31. Патент США №5.151.624.31. US patent No. 5.151.624.

32. Патент США №5.329.189.32. US patent No. 5.329.189.

33. Патент США №5.331.289.33. US patent No. 5.331.289.

34. Патент GB №2.323.728.34. GB patent No. 2,323.728.

35. Патентная заявка США №2008/0122540, фиг.1.35. US patent application No. 2008/0122540, figure 1.

36. Патент США №4.965.528.36. US Patent No. 4,965.528.

Claims (1)

Низковольтный аналоговый перемножитель напряжений, содержащий первый (1) дифференциальный каскад, имеющий первый (2) и второй (3) токовые выходы, первый (4) и второй (5) потенциальные входы и токовый вход (6) в общей эмиттерной цепи первого (1) дифференциального каскада, второй (7) дифференциальный каскад, имеющий первый (8) и второй (9) токовые выходы, первый (10) и второй (11) потенциальные входы и токовый вход (12) в общей эмиттерной цепи второго (7) дифференциального каскада, причем первый (2) токовый выход первого (1) дифференциального каскада связан со вторым (9) токовым выходом второго (7) дифференциального каскада, а второй (3) токовый выход первого (1) дифференциального каскада связан с первым (8) токовым выходом второго (7) дифференциального каскада, второй (5) потенциальный вход первого (1) дифференциального каскада соединен с первым (10) потенциальным входом второго (7) дифференциального каскада и связан с первым (13) входом канала перемножения «X», первый (4) потенциальный вход первого (1) дифференциального каскада соединен со вторым (11) потенциальным входом второго (7) дифференциального каскада и связан со вторым (14) входом канала перемножения «X», токовый вход (6) первого (1) дифференциального каскада соединен с первым (15) источником питания через первый (16) токостабилизирующий двухполюсник, токовый вход (12) второго (7) дифференциального каскада соединен с первым (15) источником питания через второй (17) токостабилизирующий двухполюсник, первый (2) и второй (3) токовые выходы первого (1) дифференциального каскада связанны с цепью нагрузки (19), причем аналоговый перемножитель имеет также первый (20) вход канала перемножения «Y», второй (21) вход канала перемножения «Y», отличающийся тем, что в схему введен первый (22), второй (23), третий (24) и четвертый (25) вспомогательные резисторы, первый (26) и второй (27) прямо смещенные p-n переходы, первый вход (20) канала перемножения «Y» соединен с токовым входом (6) в общей эмиттерной цепи первого (1) дифференциального каскада через последовательно соединенные третий (24) вспомогательный резистор и первый (26) прямо смещенный p-n переход, второй вход (21) канала перемножения «Y» соединен с токовым входом (12) в общей эмиттерной цепи второго (7) дифференциального каскада через последовательно соединенные четвертый (25) вспомогательный резистор и второй (27) прямо смещенный p-n переход, причем первый (28) общий узел третьего (24) вспомогательного резистора и первого (26) прямо смещенного p-n перехода соединен через первый (22) вспомогательный резистор со вторым (18) источником питания, а второй (29) общий узел четвертого (25) вспомогательного резистора и второго (27) прямо смещенного p-n перехода соединен через второй (23) вспомогательный резистор со вторым (18) источником питания. A low-voltage analog voltage multiplier comprising a first (1) differential stage having first (2) and second (3) current outputs, first (4) and second (5) potential inputs and current input (6) in the common emitter circuit of the first (1 ) a differential stage, a second (7) differential stage, having first (8) and second (9) current outputs, first (10) and second (11) potential inputs and current input (12) in the common emitter circuit of the second (7) differential cascade, and the first (2) current output of the first (1) differential cascade is connected to (9) the current output of the second (7) differential stage, and the second (3) current output of the first (1) differential stage is connected to the first (8) current output of the second (7) differential stage, the second (5) potential input of the first (1) ) the differential stage is connected to the first (10) potential input of the second (7) differential stage and connected to the first (13) input of the multiplication channel “X”, the first (4) potential input of the first (1) differential stage is connected to the second (11) potential the input of the second (7) differential stage and with connected to the second (14) input of the multiplication channel “X”, the current input (6) of the first (1) differential stage is connected to the first (15) power source through the first (16) current-stabilizing two-terminal device, the current input (12) of the second (7) differential the cascade is connected to the first (15) power source through the second (17) current-stabilizing two-terminal device, the first (2) and second (3) current outputs of the first (1) differential stage are connected to the load circuit (19), and the analog multiplier also has the first (20) ) input of the multiplication channel “Y”, second (21) input of the channel multiplication la "Y", characterized in that the first (22), second (23), third (24) and fourth (25) auxiliary resistors are introduced into the circuit, the first (26) and second (27) directly biased pn junctions, the first the input (20) of the multiplication channel “Y” is connected to the current input (6) in the common emitter circuit of the first (1) differential stage through the third (24) auxiliary resistor and the first (26) directly biased pn junction, the second input (21) connected in series the multiplication channel "Y" is connected to the current input (12) in the common emitter circuit of the second (7) differential helmet and through the fourth (25) auxiliary resistor and the second (27) directly biased pn junction connected in series, the first (28) common node of the third (24) auxiliary resistor and the first (26) directly biased pn junction is connected through the first (22) auxiliary resistor with the second (18) power source, and the second (29) common node of the fourth (25) auxiliary resistor and the second (27) directly biased pn junction is connected through the second (23) auxiliary resistor to the second (18) power source.
RU2009106514/09A 2009-02-24 2009-02-24 Low-voltage analogue voltage multiplier RU2394358C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009106514/09A RU2394358C1 (en) 2009-02-24 2009-02-24 Low-voltage analogue voltage multiplier

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009106514/09A RU2394358C1 (en) 2009-02-24 2009-02-24 Low-voltage analogue voltage multiplier

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2394358C1 true RU2394358C1 (en) 2010-07-10

Family

ID=42684783

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009106514/09A RU2394358C1 (en) 2009-02-24 2009-02-24 Low-voltage analogue voltage multiplier

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2394358C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2450352C1 (en) * 2011-04-20 2012-05-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ГОУ ВПО "ЮРГУЭС") Analogue mixer of two signals
RU2458456C1 (en) * 2011-04-20 2012-08-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ГОУ ВПО "ЮРГУЭС") Analog mixer of two signals

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2450352C1 (en) * 2011-04-20 2012-05-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ГОУ ВПО "ЮРГУЭС") Analogue mixer of two signals
RU2458456C1 (en) * 2011-04-20 2012-08-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ГОУ ВПО "ЮРГУЭС") Analog mixer of two signals

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101978600B (en) Capacitance multiplier circuit
RU2394358C1 (en) Low-voltage analogue voltage multiplier
RU2388137C1 (en) Complementary cascode differential amplifier with controlled gain
RU2396697C2 (en) High-frequency differential amplifier
RU2384936C1 (en) Controlled two-stage differential amplifier with inphase negative feedback
RU2419189C1 (en) Analogue voltage multiplier with low-voltage power supply
RU2419190C1 (en) Analogue voltage multiplier with low-voltage power supply
RU2331964C1 (en) Voltage-to-current converter
RU2389071C1 (en) Analog multiplier of voltages
RU2421897C1 (en) Controlled complementary differential amplifier
CN210405325U (en) Power detector
RU2390912C2 (en) Cascode differential amplifier
RU2382405C1 (en) Analogue voltage multiplier
RU2396595C2 (en) Analogue multiplier of voltages
RU2439694C1 (en) Analogue voltage multiplier
RU2475941C1 (en) Differential amplifier with complementary input cascade
RU2467468C1 (en) Broadband current amplifier
RU2382483C1 (en) Analogue voltage multiplier
RU2419188C1 (en) Analogue voltage multiplier with low-voltage power supply
RU2439785C1 (en) Analogue multiplier of voltages
RU2390922C1 (en) Controlled amplifier and analogue multiplier of signals on its basis
RU2419145C1 (en) Analogue voltage multiplier
RU2389130C1 (en) Cascode differential amplifier with controlled amplification
RU2383054C1 (en) Analogue voltage multiplier
RU2458456C1 (en) Analog mixer of two signals

Legal Events

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

Effective date: 20130225