RU2468498C1 - Selective amplifier - Google Patents

Selective amplifier Download PDF

Info

Publication number
RU2468498C1
RU2468498C1 RU2011139769/08A RU2011139769A RU2468498C1 RU 2468498 C1 RU2468498 C1 RU 2468498C1 RU 2011139769/08 A RU2011139769/08 A RU 2011139769/08A RU 2011139769 A RU2011139769 A RU 2011139769A RU 2468498 C1 RU2468498 C1 RU 2468498C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input transistor
emitter
bus
current
frequency
Prior art date
Application number
RU2011139769/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Георгиевич Крутчинский
Николай Николаевич Прокопенко
Александр Игоревич Серебряков
Владимир Александрович Радченко
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ 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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС")
Priority to RU2011139769/08A priority Critical patent/RU2468498C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2468498C1 publication Critical patent/RU2468498C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering.
SUBSTANCE: selective amplifier has a signal source (1), a first input transistor (2), a first current stabilising two-terminal device (3), a first power supply bus (4), a second power supply bus (5), a second input transistor (6), a first load resistor (7), a second current stabilising two-terminal device (8), a first balancing capacitor (9), a first frequency setting resistor (10), a second balancing capacitor (11), a third input transistor (12), a fourth input transistor (13), a third current stabilising two-terminal device (14), a fifth input transistor (15) base, a voltage source (16), a fourth current stabilising two-terminal device (17), a third balancing capacitor (18).
EFFECT: high Q-factor of the amplitude-frequency curve of the amplifier and its voltage gain at quasi-resonance frequency f0.
2 cl, 11 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области радиотехники и связи и может использоваться в устройствах СВЧ-фильтрации радиосигналов систем сотовой связи, спутникового телевидения, радиолокации и т.п.The present invention relates to the field of radio engineering and communications and can be used in microwave filtering devices of radio signals from cellular communication systems, satellite television, radar, etc.

В задачах выделения высокочастотных и СВЧ-сигналов сегодня широко используются интегральные операционные усилители со специальными элементами RC-коррекции, формирующими амплитудно-частотную характеристику резонансного типа [1, 2]. Однако классическое построение таких избирательных усилителей (RC-фильтров) сопровождается значительными энергетическими потерями, которые идут в основном на обеспечение статического режима достаточно большого числа транзисторов, образующих операционный усилитель СВЧ-диапазона [1, 2]. В этой связи достаточно актуальной является задача построения СВЧ избирательных усилителей ИУ на двух-трех транзисторах, обеспечивающих выделение узкого спектра сигналов с достаточно высокой добротностью резонансной характеристики Q=2÷10 и f0=1÷5 ГГц.Integrated operational amplifiers with special RC correction elements that form the amplitude-frequency characteristic of the resonance type are widely used today in the tasks of extracting high-frequency and microwave signals [1, 2]. However, the classical construction of such selective amplifiers (RC filters) is accompanied by significant energy losses, which are mainly used to ensure the static mode of a sufficiently large number of transistors forming an operational amplifier of the microwave range [1, 2]. In this regard, it is quite urgent to build microwave selective I / O amplifiers on two or three transistors, which provide a narrow signal spectrum with a sufficiently high quality factor of the resonant characteristic Q = 2 ÷ 10 and f 0 = 1 ÷ 5 GHz.

Известны схемы усилителей, интегрированных в архитектуру RC-фильтров на основе транзисторов, которые обеспечивают формирование амплитудно-частотной характеристики коэффициента усиления по напряжению в заданном диапазоне частот Δf=fB-fH [3-28]. Причем их верхняя граничная частота fB иногда формируется инерционностью транзисторов схемы (емкостью на подложку), а нижняя fH определяется корректирующим конденсатором.Known amplifier circuits integrated into the architecture of RC filters based on transistors that provide the formation of the amplitude-frequency characteristics of the voltage gain in a given frequency range Δf = f B -f H [3-28]. Moreover, their upper cutoff frequency f B is sometimes formed by the inertia of the transistors of the circuit (capacitance per substrate), and the lower f H is determined by a correction capacitor.

Ближайшим прототипом заявляемого устройства является избирательный усилитель (ИУ), представленный в патенте US 4.267.518 fig.6. Он содержит источник сигнала 1, первый 2 входной транзистор, эмиттер которого через первый 3 токостабилизирующий двухполюсник связан с первой 4 шиной источника питания, а коллектор связан со второй 5 шиной источника питания, второй 6 входной транзистор, коллектор которого соединен с выходом устройства и через первый 7 резистор нагрузки подключен ко второй 5 шине источника питания, а эмиттер связан с первой 4 шиной источника питания через второй 8 токостабилизирующий двухполюсник, первый 9 корректирующий конденсатор, включенный между эмиттерами первого 2 и второго 6 входных транзисторов.The closest prototype of the claimed device is a selective amplifier (DUT), presented in patent US 4.267.518 fig.6. It contains a signal source 1, the first 2 input transistor, the emitter of which is connected through the first 3 current-stabilizing two-terminal to the first 4 bus of the power source, and the collector is connected to the second 5 bus of the power source, the second 6 input transistor, the collector of which is connected to the output of the device and through the first 7, the load resistor is connected to the second 5 bus of the power supply, and the emitter is connected to the first 4 bus of the power supply through the second 8 current-stabilizing two-terminal, the first 9 correction capacitor connected between the emitter mi of the first 2 and second 6 input transistors.

Существенный недостаток известного устройства состоит в том, что оно не обеспечивает высокую добротность

Figure 00000001
амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) и коэффициент усиления по напряжению K0>1 на частоте квазирезонанса (f0).A significant disadvantage of the known device is that it does not provide high quality factor
Figure 00000001
amplitude-frequency characteristics (AFC) and voltage gain K 0 > 1 at the frequency of quasi-resonance (f 0 ).

Основная задача предлагаемого изобретения состоит в повышении добротности АЧХ усилителя и его коэффициента усиления по напряжению на частоте квазирезонанса f0. Это позволяет в ряде случаев уменьшить общее энергопотребление и реализовать высококачественное избирательное устройство СВЧ диапазона с f0=1÷5 ГГц.The main objective of the invention is to increase the quality factor of the frequency response of the amplifier and its voltage gain at the frequency of quasi-resonance f 0 . This allows in some cases to reduce the total power consumption and to implement a high-quality microwave device with f 0 = 1 ÷ 5 GHz.

Поставленная задача решается тем, что в избирательном усилителе фиг.1, содержащем источник сигнала 1, первый 2 входной транзистор, эмиттер которого через первый 3 токостабилизирующий двухполюсник связан с первой 4 шиной источника питания, а коллектор связан со второй 5 шиной источника питания, второй 6 входной транзистор, коллектор которого соединен с выходом устройства и через первый 7 резистор нагрузки подключен ко второй 5 шине источника питания, а эмиттер связан с первой 4 шиной источника питания через второй 8 токостабилизирующий двухполюсник, первый 9 корректирующий конденсатор, включенный между эмиттерами первого 2 и второго 6 входных транзисторов, предусмотрены новые элементы и связи - последовательно с первым 9 корректирующим конденсатором включен первый 10 частотно-задающий резистор, общий узел первого 9 корректирующего конденсатора и частотно-задающего резистора 10 связан с источником сигнала 1 через второй 11 корректирующий конденсатор, база первого 2 входного транзистора подключена к выходу устройства, эмиттер второго 6 входного транзистора подключен к базе третьего 12 входного транзистора, эмиттер которого связан с эмиттером четвертого 13 входного транзистора и соединен с первой 4 шиной источника питания через третий 14 токостабилизирующий двухполюсник, база второго 6 входного транзистора соединена с базой пятого 15 входного транзистора и подключена к источнику напряжения 16, эмиттер пятого 15 входного транзистора соединен с первой 4 шиной источника питания через четвертый 17 токостабилизирующий двухполюсник и подключен к базе четвертого 13 выходного транзистора, коллектор четвертого 13 входного транзистора соединен с выходом устройства, а коллектор третьего 12 и пятого 15 входных транзисторов связаны со второй 5 шиной источника питания, причем параллельно первому 7 резистору коллекторной нагрузки включен по переменному току третий 18 корректирующий конденсатор.The problem is solved in that in the selective amplifier of figure 1, containing the signal source 1, the first 2 input transistor, the emitter of which is connected through the first 3 current-stabilizing two-terminal to the first 4 bus of the power source, and the collector is connected to the second 5 bus of the power source, second 6 an input transistor, the collector of which is connected to the output of the device and through the first 7 load resistor is connected to the second 5 bus of the power source, and the emitter is connected to the first 4 bus of the power supply through the second 8 current-stabilizing two-field Yusnik, the first 9 correction capacitor connected between the emitters of the first 2 and second 6 input transistors, new elements and connections are provided - in series with the first 9 correction capacitor, the first 10 frequency-setting resistor, a common node of the first 9 correction capacitor and frequency-setting resistor 10 connected to the signal source 1 through the second 11 correction capacitor, the base of the first 2 input transistor is connected to the output of the device, the emitter of the second 6 input transistor is connected to the base of the third o 12 input transistor, the emitter of which is connected to the emitter of the fourth 13 input transistor and is connected to the first 4 bus of the power supply through the third 14 current-stabilizing two-terminal, the base of the second 6 input transistor is connected to the base of the fifth 15 of the input transistor and connected to the voltage source 16, the emitter of the fifth 15 the input transistor is connected to the first 4 bus of the power source through the fourth 17 current-stabilizing bipolar and connected to the base of the fourth 13 output transistor, the collector of the fourth 13 input transi the stator is connected to the output of the device, and the collector of the third 12 and fifth 15 input transistors are connected to the second 5 bus of the power supply, and the third 18 correction capacitor is connected via alternating current parallel to the first 7 collector load resistor.

Схема усилителя-прототипа показана на чертеже фиг.1. На чертеже фиг.2 представлена схема заявляемого устройства в соответствии с п.1 формулы изобретения.The amplifier circuit of the prototype is shown in the drawing of figure 1. The drawing of figure 2 presents a diagram of the inventive device in accordance with claim 1 of the claims.

На чертеже фиг.3 показана схема ИУ в соответствии с п.2 формулы изобретения.The drawing of figure 3 shows a diagram of the DUT in accordance with claim 2.

На чертеже фиг.4 приведена схема ИУ фиг.2 в среде Cadence на моделях SiGe транзисторов (SiGe: npnVs, W=2, L=2, техпроцесс SGB25VD, Iк.max=6 мА), а на чертеже фиг.5 - логарифмическая амплитудно-частотная характеристика ИУ фиг.4.The drawing of FIG. 4 is a diagram of the DUT of FIG. 2 in a Cadence environment on SiGe transistor models (SiGe: npnVs, W = 2, L = 2, SGB25VD process technology, Ik.max = 6 mA), and in the drawing of FIG. 5 is a logarithmic the amplitude-frequency characteristic of the DUT 4.

На чертеже фиг.6 показаны логарифмические амплитудно- и фазочастотные характеристики ИУ фиг.4 в более мелком масштабе.The drawing of Fig.6 shows the logarithmic amplitude and phase frequency characteristics of the DUT of Fig.4 on a smaller scale.

На чертеже фиг.7 приведена схема ИУ фиг.2 в среде Cadence на моделях SiGe транзисторов в режиме управления добротностью за счет изменения тока коллектора транзистора Q15 (Ik15=Ivar).The drawing of Fig. 7 shows a diagram of the DUT of Fig. 2 in a Cadence environment on SiGe transistor models in the quality control mode by changing the collector current of the transistor Q 15 (I k15 = I var ).

На чертеже фиг.8 приведены логарифмические амплитудно-частотные характеристики ИУ фиг.7 в режиме управления добротностью (график 1, Ivar=2,5 мА, добротность Q=5; график 2, Ivar=3 мА, Q=10; график 3, Ivar=3,5 мА, Q=11; Q=5÷11, fp=f0=1,062 ГГц÷1,045 ГГц).The drawing of Fig. 8 shows the logarithmic amplitude-frequency characteristics of the DUT of Fig. 7 in the Q factor control mode (graph 1, I var = 2.5 mA, Q factor Q = 5; graph 2, I var = 3 mA, Q = 10; graph 3, I var = 3.5 mA, Q = 11; Q = 5 ÷ 11, f p = f 0 = 1,062 GHz ÷ 1,045 GHz).

На чертеже фиг.9 приведены логарифмические фазочастотные характеристики ИУ фиг.7 при изменении тока коллектора транзистора 15 Ivar=2,5÷3,5 мА.The drawing of Fig.9 shows the logarithmic phase-frequency characteristics of the DUT of Fig.7 with a change in the collector current of the transistor 15 I var = 2.5 ÷ 3.5 mA.

На чертеже фиг.10 показана схема фильтра фиг.2 в среде Cadence на моделях SiGe транзисторов (Iэ10=Ivar=1÷0,75 мА), в которой предусмотрены меры по подстройке частоты квазирезонанса (fp=f0).The drawing of Fig. 10 shows a filter diagram of Fig. 2 in a Cadence environment on SiGe transistor models (I e10 = I var = 1 ÷ 0.75 mA), which provides measures for adjusting the quasi-resonance frequency (f p = f 0 ).

На чертеже фиг.11 показаны логарифмические амплитудно- и фазочастотные характеристики ИУ фиг.10 в режиме подстройки частоты квазирезонанса (fp=f0) при изменении тока эмиттера транзистора Q10 в пределах Iэ10=Ivar=1÷0,75 мА.The drawing of Fig. 11 shows the logarithmic amplitude and phase frequency characteristics of the DUT of Fig. 10 in the quasi-resonance frequency adjustment mode (f p = f 0 ) when the emitter current of the transistor Q10 changes within I e10 = I var = 1 ÷ 0.75 mA.

Избирательный усилитель фиг.2 содержит источник сигнала 1, первый 2 входной транзистор, эмиттер которого через первый 3 токостабилизирующий двухполюсник связан с первой 4 шиной источника питания, а коллектор связан со второй 5 шиной источника питания, второй 6 входной транзистор, коллектор которого соединен с выходом устройства и через первый 7 резистор нагрузки подключен ко второй 5 шине источника питания, а эмиттер связан с первой 4 шиной источника питания через второй 8 токостабилизирующий двухполюсник, первый 9 корректирующий конденсатор, включенный между эмиттерами первого 2 и второго 6 входных транзисторов. Последовательно с первым 9 корректирующим конденсатором включен первый 10 частотно-задающий резистор, общий узел первого 9 корректирующего конденсатора и частотно-задающего резистора 10 связан с источником сигнала 1 через второй 11 корректирующий конденсатор, база первого 2 входного транзистора подключена к выходу устройства, эмиттер второго 6 входного транзистора подключен к базе третьего 12 входного транзистора, эмиттер которого связан с эмиттером четвертого 13 входного транзистора и соединен с первой 4 шиной источника питания через третий 14 токостабилизирующий двухполюсник, база второго 6 входного транзистора соединена с базой пятого 15 входного транзистора и подключена к источнику напряжения 16, эмиттер пятого 15 входного транзистора соединен с первой 4 шиной источника питания через четвертый 17 токостабилизирующий двухполюсник и подключен к базе четвертого 13 выходного транзистора, коллектор четвертого 13 входного транзистора соединен с выходом устройства, а коллектор третьего 12 и пятого 15 входных транзисторов связаны со второй 5 шиной источника питания, причем параллельно первому 7 резистору коллекторной нагрузки включен по переменному току третий 18 корректирующий конденсатор.The selective amplifier of Fig. 2 contains a signal source 1, a first 2 input transistor, the emitter of which is connected through the first 3 current-stabilizing two-terminal to the first 4 bus of the power source, and the collector is connected to the second 5 bus of the power source, the second 6 input transistor, the collector of which is connected to the output devices and through the first 7 load resistor is connected to the second 5 bus of the power source, and the emitter is connected to the first 4 bus of the power source through the second 8 current-stabilizing two-terminal device, the first 9 correction capacitor connected between the emitters of the first 2 and second 6 input transistors. In series with the first 9 correction capacitor, the first 10 frequency-setting resistor is turned on, the common node of the first 9 correction capacitor and frequency-setting resistor 10 is connected to the signal source 1 through the second 11 correction capacitor, the base of the first 2 input transistor is connected to the output of the device, the emitter of the second 6 the input transistor is connected to the base of the third 12 input transistor, the emitter of which is connected to the emitter of the fourth 13 input transistor and is connected to the first 4 bus of the power source through thirds 14th current-stabilizing two-terminal, the base of the second 6 input transistor is connected to the base of the fifth 15 input transistor and connected to a voltage source 16, the emitter of the fifth 15 input transistor is connected to the first 4 bus power supply through the fourth 17 current-stabilizing two-terminal and connected to the base of the fourth 13 output transistor, the collector of the fourth 13 input transistor is connected to the output of the device, and the collector of the third 12 and fifth 15 input transistors are connected to the second 5 bus of the power source, and a first collector load resistor 7 is turned on by the third alternating current compensation capacitor 18.

На чертеже фиг.3 в соответствии с п.2 формулы изобретения эмиттер третьего 12 входного транзистора связан с эмиттером четвертого 13 входного транзистора через четвертый 19 корректирующий конденсатор, причем эмиттер четвертого 13 выходного транзистора соединен с первой 4 шиной источника питания через пятый 20 токостабилизирующий двухполюсник. Для симметрирования статического режима введен резистор 21.In the drawing of Fig. 3, in accordance with claim 2, the emitter of the third 12 input transistor is connected to the emitter of the fourth 13 input transistor through the fourth 19 correction capacitor, the emitter of the fourth 13 output transistor connected to the first 4 bus of the power supply through the fifth 20 current-stabilizing two-terminal device. To balance the static mode, a resistor 21 is introduced.

Рассмотрим работу ИУ фиг.2.Consider the operation of the DUT figure 2.

Источник входного переменного сигнала uвх (1) посредством комплексной входной проводимости ИУ, образованной первым 9 и вторым 11 корректирующими конденсаторами, частотно-задающим резистором 10 и входным сопротивлением второго 6 входного транзистора изменяет его эмиттерный и коллекторный токи, причем с ростом частоты (f) входного сигнала эти токи увеличиваются. Аналогично изменяются токи третьего 12 и четвертого 13 входных транзисторов. Суммарный коллекторный ток второго 6 и четвертого 13 входных транзисторов за счет падения напряжения на третьем 18 корректирующем конденсаторе, первом 7 резисторе нагрузки реализует выходное напряжение ИУ (вых. 1). Частотная зависимость этого напряжения в диапазоне нижних частот (f<f0) определяется характером входной проводимости ИУ (первый 10 частотно-задающий резистор, первый 9 и второй 11 корректирующие конденсаторы), а в диапазоне верхних частот (f>f0) - характером сопротивления нагрузки (первый 7 резистор нагрузки и третий 18 корректирующий конденсатор). Именно поэтому в схеме ИУ реализуется необходимый вид его амплитудно-частотной характеристики (максимум коэффициента усиления на частоте квазирезонанса f0). Взаимодействие цепи базы транзистора 2 с выходной цепью ИУ посредством емкостного делителя в цепи его эмиттера (первый 9 и второй 11 корректирующие конденсаторы) обеспечивает реализацию в ИУ общей обратной связи, направленной на увеличение добротности Q и коэффициента усиления К0. В области нижних частот за счет первого 9 корректирующего конденсатора эта обратная связь реактивна, и, следовательно, слабо влияет на суммарный ток коллекторов второго 6 и четвертого 13 входных транзисторов. По мере увеличения частоты (ее приближения к частоте квазирезонанса f0) эти токи увеличиваются, повышая Q и K0. В силу того что в основном первый 7 резистор нагрузки и первый 10 частотно-задающий резистор, первый 9, второй 11 и третий 18 корректирующие конденсаторы определяют частоту квазирезонанса, глубина этой обратной связи достигает своего максимального значения на этой частоте, а коэффициенты передачи каскадов на втором 6, третьем 12, четвертом 13 и первом 2 входных транзисторах определяют относительно большую добротность и пропорциональный этому параметру - коэффициент усиления ИУ.The source of the input variable signal u in (1) through the complex input conductivity of the DUT formed by the first 9 and second 11 correction capacitors, a frequency-setting resistor 10 and the input resistance of the second 6 input transistor changes its emitter and collector currents, and with increasing frequency (f) input signal, these currents increase. The currents of the third 12 and fourth 13 input transistors change in a similar way. The total collector current of the second 6 and fourth 13 input transistors due to the voltage drop on the third 18 corrective capacitor, the first 7 load resistor implements the output voltage of the DUT (output 1). The frequency dependence of this voltage in the low-frequency range (f <f 0 ) is determined by the nature of the input conductivity of the DUT (first 10 frequency-setting resistor, the first 9 and second 11 correcting capacitors), and in the high-frequency range (f> f 0 ) - by the nature of the resistance load (the first 7 load resistor and the third 18 correction capacitor). That is why, in the DUT scheme, the necessary form of its amplitude-frequency characteristic is realized (maximum gain at the frequency of quasi-resonance f 0 ). The interaction of the base circuit of transistor 2 with the output circuit of the DUT by means of a capacitive divider in the circuit of its emitter (the first 9 and second 11 correcting capacitors) ensures the implementation of the general feedback in the DUT, aimed at increasing the quality factor Q and gain K 0 . In the low-frequency region due to the first 9 correcting capacitor, this feedback is reactive, and, therefore, weakly affects the total collector current of the second 6 and fourth 13 input transistors. As the frequency increases (its approach to the frequency of quasi-resonance f 0 ), these currents increase, increasing Q and K 0 . Due to the fact that basically the first 7 load resistor and the first 10 frequency-setting resistor, the first 9, second 11 and third 18 correction capacitors determine the frequency of quasi-resonance, the depth of this feedback reaches its maximum value at this frequency, and the transmission coefficients of the cascades at the second 6, third 12, fourth 13 and first 2 input transistors determine a relatively large figure of merit and proportional to this parameter - the gain of the DUT.

Покажем аналитически, что более высокие значения K0 и Q в диапазоне высоких частот реализуются в схеме фиг.2.Let us show analytically that higher values of K 0 and Q in the high frequency range are implemented in the scheme of figure 2.

Действительно, комплексный коэффициент передачи по напряжению ИУ фиг.2 определяется по формуле:Indeed, the integrated voltage transfer coefficient of the DUT of FIG. 2 is determined by the formula:

Figure 00000002
Figure 00000002

где

Figure 00000003
Where
Figure 00000003

τ1=(C9+C11)(R10+h11.2+h11.6);τ 1 = (C 9 + C 11 ) (R 10 + h 11.2 + h 11.6 );

τ218R7,τ 2 = C 18 R 7 ,

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

где αi - коэффициент передачи эмиттерного тока i-го транзистора, h11.i - входное дифференциальное сопротивление (h-параметр) i-го транзистора в схеме с общей базой, Ii - ток i-ro источника тока.where α i is the transfer coefficient of the emitter current of the i-th transistor, h 11.i is the input differential resistance (h-parameter) of the i-th transistor in a circuit with a common base, I i is the current of the i-ro current source.

Соотношение (3) показывает, что необходимое значение Q в заявляемой схеме реализуется независимо от заданной частоты квазирезонанса (2) выбором соотношения между токами I14 и I8 третьего 14 и второго 8 токостабилизирующих двухполюсников. При этом емкости первого 9, второго 11 и третьего 18 корректирующих конденсаторов и сопротивления первого 10 частотно-задающего резистора и четвертого 17 токостабилизирующего двухполюсника могут использоваться для реализации численного значения f0 (2), а соотношение между емкостями C9 и C11 - для обеспечения необходимого значения коэффициента усиления ИУ (4), которое пропорционально реализуемой добротности Q.Relation (3) shows that the required value of Q in the inventive circuit is implemented regardless of the given frequency of quasi-resonance (2) by choosing the ratio between the currents I 14 and I 8 of the third 14 and second 8 of the current-stabilizing two-terminal devices. In this case, the capacitance of the first 9, second 11 and third 18 correction capacitors and the resistance of the first 10 frequency-setting resistor and the fourth 17 current-stabilizing bipolar can be used to implement the numerical value f 0 (2), and the ratio between the capacitances C 9 and C 11 to ensure the necessary value of the gain of the DUT (4), which is proportional to the realized Q factor Q.

Если эмиттерные цепи третьего 12 и четвертого 13 входных транзисторов разделить четвертым 19 корректирующим конденсатором фиг.3, то указанную схему можно использовать при реализации ИУ с режимоуправляемой частотой квазирезонанса f0.If the emitter circuits of the third 12 and fourth 13 input transistors are separated by the fourth 19 correction capacitor of Fig. 3, then this circuit can be used when implementing the DUT with a mode-controlled quasi-resonance frequency f 0 .

Действительно, в этом случаеIndeed, in this case

Figure 00000006
Figure 00000006

τ1=(С9+C11)(R10+h11.2+h11.6)+C19(h11.13+h11.12);τ 1 = (C 9 + C 11 ) (R 10 + h 11.2 + h 11.6 ) + C 19 (h 11.13 + h 11.12 );

τ2=C18R7,τ 2 = C 18 R 7 ,

Figure 00000007
Figure 00000007

Figure 00000008
Figure 00000008

где h11.13T/I20, h11.12T/I14, φT=kT/q.where h 11.13 = φ T / I 20 , h 11.12 = φ T / I 14 , φ T = kT / q.

Как следует из (5), изменение токов пятого 20 и третьего 14 токостабилизирующих двухполюсников приводит к изменению f0. При этом характер изменения Q и K0 определяется соотношениями между постоянными времени τ1 и τ2 и численным значением реализуемой добротности Q.As follows from (5), a change in the currents of the fifth 20 and third 14 current-stabilizing bipolar leads to a change in f 0 . Moreover, the nature of the change in Q and K 0 is determined by the relations between the time constants τ 1 and τ 2 and the numerical value of the realized Q factor Q.

Данные теоретические выводы подтверждают графики фиг.5, фиг.6, фиг.8, фиг.9, фиг.11.These theoretical conclusions confirm the graphs of FIG. 5, FIG. 6, FIG. 8, FIG. 9, FIG. 11.

Таким образом, заявляемое схемотехническое решение характеризуется более высокими значениями коэффициента усиления на частоте квазирезонанса f0 и повышенными величинами добротности, характеризующей его избирательные свойства.Thus, the claimed circuit solution is characterized by higher values of the gain at the frequency of the quasi-resonance f 0 and increased values of the quality factor characterizing its selective properties.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОКBIBLIOGRAPHIC LIST

1. Design of Bipolar Differential OpAmps with Unity Gain Bandwidth up to 23 GHz / N.Prokopenko, A.Budyakov, K.Schmalz, C.Scheytt, P.Ostrovskyy // Proceeding of the 4-th European Conference on Circuits and Systems for Communications - ECCSC'08 /- Politehnica University, Bucharest, Romania: July 10-11, 2008. - pp.50-531. Design of Bipolar Differential OpAmps with Unity Gain Bandwidth up to 23 GHz / N.Prokopenko, A. Budyakov, K.Schmalz, C.Scheytt, P. Ostrovskyy // Proceeding of the 4-th European Conference on Circuits and Systems for Communications - ECCSC'08 / - Politehnica University, Bucharest, Romania: July 10-11, 2008. - pp.50-53

2. СВЧ СФ-блоки систем связи на базе полностью дифференциальных операционных усилителей / Прокопенко Н.Н., Будяков А.С., К. Schmalz, С.Scheytt // Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем - 2010. Сборник трудов / под общ.ред. академика РАН А.Л.Стемпковского. - М.: ИППМ РАН, 2010. - С.583-5862. Microwave SF blocks of communication systems based on fully differential operational amplifiers / Prokopenko NN, Budyakov AS, K. Schmalz, S.Scheytt // Problems of developing promising micro- and nanoelectronic systems - 2010. Proceedings / under the general ed. Academician of the Russian Academy of Sciences A.L. Stempkovsky. - M .: IPPM RAS, 2010. - P.583-586

3. Патент WO/2006/0775253. Patent WO / 2006/077525

4. Патент US 4.267.518, fig.64. Patent US 4.267.518, fig. 6

5. Патент RU 2101850, fig.15. Patent RU 2101850, fig. 1

6. Патент WO/2007/0227056. Patent WO / 2007/022705

7. Патентная заявка US 2006/0186951, fig.37. Patent application US 2006/0186951, fig.3

8. Патентная заявка US 2007/0040604, fig.38. Patent application US 2007/0040604, fig.3

9. Патент WO/03052925 A1, fig.39. Patent WO / 03052925 A1, fig. 3

10. Патент US 6.011.431, fig.410. Patent US 6.011.431, fig. 4

11. Патент US 5.331.478, fig.311. Patent US 5.331.478, fig. 3

12. Патент US 4.885.548, fig.912. US patent 4.885.548, fig. 9

13. Патент US 4.974.916, fig.113. Patent US 4.974.916, fig. 1

14. Патентная заявка US 2008/0122530, fig.414. Patent application US 2008/0122530, fig. 4

15. Патент US 5.298.80215. Patent US 5.298.802

16. Патент US 2009/0261899, fig.316. Patent US 2009/0261899, fig. 3

17. Патент CN 10120400917. Patent CN 101204009

18. Патент ЕР 184454718. Patent EP 1844547

19. Патент UA 1727619. Patent UA 17276

20. Патент US 2009/0289714, fig.420. Patent US 2009/0289714, fig. 4

21. Патент US 7.202.76221. Patent US 7.202.762

22. Патент US 6.188.27222. Patent US 6.188.272

23. Патент US 5.847.60523. Patent US 5.847.605

24. Патент US 7.116.96124. Patent US 7.116.961

25. Патентная заявка US 2011/0109388, fig.225. Patent application US 2011/0109388, fig.2

26. Патентная заявка US 2006/0186951, fig.226. Patent application US 2006/0186951, fig.2

27. Патент US 5.012.201, fig.227. Patent US 5.012.201, fig.2

28. Патентная заявка US 2010/0201437, fig.228. Patent application US 2010/0201437, fig.2

Claims (2)

1. Избирательный усилитель, содержащий источник сигнала (1), первый (2) входной транзистор, эмиттер которого через первый (3) токостабилизирующий двухполюсник связан с первой (4) шиной источника питания, а коллектор связан со второй (5) шиной источника питания, второй (6) входной транзистор, коллектор которого соединен с выходом устройства и через первый (7) резистор нагрузки подключен ко второй (5) шине источника питания, а эмиттер связан с первой (4) шиной источника питания через второй (8) токостабилизирующий двухполюсник, первый (9) корректирующий конденсатор, включенный между эмиттерами первого (2) и второго (6) входных транзисторов, отличающийся тем, что последовательно с первым (9) корректирующим конденсатором включен первый (10) частотно-задающий резистор, общий узел первого (9) корректирующего конденсатора и частотно-задающего резистора (10) связан с источником сигнала (1) через второй (11) корректирующий конденсатор, база первого (2) входного транзистора подключена к выходу устройства, эмиттер второго (6) входного транзистора подключен к базе третьего (12) входного транзистора, эмиттер которого связан с эмиттером четвертого (13) входного транзистора и соединен с первой (4) шиной источника питания через третий (14) токостабилизирующий двухполюсник, база второго (6) входного транзистора соединена с базой пятого (15) входного транзистора и подключена к источнику напряжения (16), эмиттер пятого (15) входного транзистора соединен с первой (4) шиной источника питания через четвертый (17) токостабилизирующий двухполюсник и подключен к базе четвертого (13) выходного транзистора, коллектор четвертого (13) входного транзистора соединен с выходом устройства, а коллекторы третьего (12) и пятого (15) входных транзисторов связаны со второй (5) шиной источника питания, причем параллельно первому (7) резистору коллекторной нагрузки включен по переменному току третий (18) корректирующий конденсатор.1. A selective amplifier containing a signal source (1), a first (2) input transistor, the emitter of which through the first (3) current-stabilizing two-terminal device is connected to the first (4) bus of the power source, and the collector is connected to the second (5) bus of the power source, a second (6) input transistor, the collector of which is connected to the output of the device and through the first (7) load resistor is connected to the second (5) bus of the power source, and the emitter is connected to the first (4) bus of the power source through the second (8) current-stabilizing two-terminal device, first (9) corrective an on-capacitor connected between the emitters of the first (2) and second (6) input transistors, characterized in that the first (10) frequency-setting resistor, the common node of the first (9) correction-capacitor and the frequency-voltage are connected in series with the first (9) correction capacitor the driving resistor (10) is connected to the signal source (1) through the second (11) correction capacitor, the base of the first (2) input transistor is connected to the output of the device, the emitter of the second (6) input transistor is connected to the base of the third (12) input transistor, emitter to connected to the emitter of the fourth (13) input transistor and connected to the first (4) bus of the power supply through the third (14) current-stabilizing two-terminal device, the base of the second (6) input transistor is connected to the base of the fifth (15) input transistor and connected to a voltage source ( 16), the emitter of the fifth (15) input transistor is connected to the first (4) bus of the power source through the fourth (17) current-stabilizing two-terminal device and connected to the base of the fourth (13) output transistor, the collector of the fourth (13) input transistor is connected to the output device, and the third collector (12) and fifth (15) input transistors connected with the second (5) power supply bus, and parallel to the first (7) of the collector load resistor switched AC third (18) correction capacitor. 2. Избирательный усилитель по п.1, отличающийся тем, что эмиттер третьего (12) входного транзистора связан с эмиттером четвертого (13) входного транзистора через четвертый (19) корректирующий конденсатор, причем эмиттер четвертого (13) выходного транзистора соединен с первой (4) шиной источника питания через пятый (20) токостабилизирующий двухполюсник. 2. The selective amplifier according to claim 1, characterized in that the emitter of the third (12) input transistor is connected to the emitter of the fourth (13) input transistor through the fourth (19) correction capacitor, the emitter of the fourth (13) output transistor connected to the first (4 ) power supply bus through the fifth (20) current-stabilizing two-terminal network.
RU2011139769/08A 2011-09-29 2011-09-29 Selective amplifier RU2468498C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011139769/08A RU2468498C1 (en) 2011-09-29 2011-09-29 Selective amplifier

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011139769/08A RU2468498C1 (en) 2011-09-29 2011-09-29 Selective amplifier

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2468498C1 true RU2468498C1 (en) 2012-11-27

Family

ID=49255024

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011139769/08A RU2468498C1 (en) 2011-09-29 2011-09-29 Selective amplifier

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2468498C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4267518A (en) * 1979-09-13 1981-05-12 Sperry Corporation Gain controllable amplifier stage
RU2101850C1 (en) * 1993-08-27 1998-01-10 Вадим Георгиевич Прокопенко Method of output current limiting
WO2006077525A1 (en) * 2005-01-21 2006-07-27 Nxp B.V. A high dynamic range low-power differential input stage
US20110109388A1 (en) * 2008-04-18 2011-05-12 Stmicroelectronics (Grenoble) Sas Differential rf amplifier

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4267518A (en) * 1979-09-13 1981-05-12 Sperry Corporation Gain controllable amplifier stage
RU2101850C1 (en) * 1993-08-27 1998-01-10 Вадим Георгиевич Прокопенко Method of output current limiting
WO2006077525A1 (en) * 2005-01-21 2006-07-27 Nxp B.V. A high dynamic range low-power differential input stage
US20110109388A1 (en) * 2008-04-18 2011-05-12 Stmicroelectronics (Grenoble) Sas Differential rf amplifier

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2479112C1 (en) Selective amplifier
RU2467470C1 (en) Selective amplifier
RU2468498C1 (en) Selective amplifier
RU2488955C1 (en) Non-inverting current amplifier-based selective amplifier
RU2467469C1 (en) Selective amplifier
RU2479108C1 (en) Selective amplifier
RU2467471C1 (en) Selective amplifier
RU2468506C1 (en) Selective amplifier
RU2468499C1 (en) Selective amplifier
RU2461955C1 (en) Selective amplifier
RU2468505C1 (en) Selective amplifier
RU2480895C1 (en) Selective amplifier
RU2475943C1 (en) Selective amplifier
RU2480896C1 (en) Selective amplifier
RU2479106C1 (en) Selective amplifier
RU2469462C1 (en) Selective amplifier
RU2485673C1 (en) Selective amplifier
RU2474039C1 (en) Selective amplifier
RU2485675C1 (en) Selective amplifier
RU2468501C1 (en) Selective amplifier
RU2520418C2 (en) Controlled selective amplifier
RU2475939C1 (en) Selective amplifier
RU2463702C1 (en) Selective amplifier
RU2465718C1 (en) Selective amplifier
RU2475938C1 (en) Selective amplifier

Legal Events

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

Effective date: 20130930