RU2469466C1 - Selective amplifier - Google Patents

Selective amplifier Download PDF

Info

Publication number
RU2469466C1
RU2469466C1 RU2011142546/08A RU2011142546A RU2469466C1 RU 2469466 C1 RU2469466 C1 RU 2469466C1 RU 2011142546/08 A RU2011142546/08 A RU 2011142546/08A RU 2011142546 A RU2011142546 A RU 2011142546A RU 2469466 C1 RU2469466 C1 RU 2469466C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency
transistor
output
emitter
base
Prior art date
Application number
RU2011142546/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Николаевич Прокопенко
Сергей Георгиевич Крутчинский
Александр Игоревич Серебряков
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 RU2011142546/08A priority Critical patent/RU2469466C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2469466C1 publication Critical patent/RU2469466C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering.
SUBSTANCE: selective amplifier includes the first (1) input transistor the base of which is connected to the first signal source (2), and emitter is connected through the first (3) current-stabilising bipole to the first (4) power supply bus, the second (5) input transistor the emitter of which is connected to the first (4) power supply bus through the second (6) current-stabilising bipole, and collector is connected to the second (7) power supply bus, the first (8) frequency-determining resistor connected between output of device (9) and the second (7) power supply bus, the first (10) correcting capacitor connected between emitters of the first (1) and the second (5) input transistors. Collector of the first (1) input transistor is connected to output (9) of device through the first (11) p-n junction made on the basis of emitter-base junction of bipolar transistor, collector of the first (1) input transistor is connected to base of additional transistor (12) the emitter of which is connected to the first (4) power supply bus through the third (13) current-stabilising bipole and connected to output (9) of the device through the second (14) correcting capacitor, the third (15) correcting capacitor is connected parallel to the first (8) frequency-determining resistor; at that, output (9) of device is connected as to alternating current to base of the second (5) input transistor.
EFFECT: improving the Q factor of amplitude-frequency response of the amplifier and its voltage amplification factor at quasi-resonance frequency f0.
6 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 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 problems 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, the task of constructing microwave selective amplifiers on two or three transistors, providing the selection of a narrow spectrum of signals with a sufficiently high quality factor of the resonance characteristic Q = 2-10 and f 0 = 1 ÷ 5 GHz, is quite relevant.

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

Ближайшим прототипом заявляемого устройства является избирательный усилитель, представленный в патенте фирмы Philips Cor. WO/2006/077525. Он содержит первый 1 входной транзистор, база которого соединена с первым источником сигнала 2, а эмиттер через первый 3 токостабилизирующий двухполюсник связан с первой 4 шиной источника питания, второй 5 входной транзистор, эмиттер которого соединен с первой 4 шиной источника питания через второй 6 токостабилизирующий двухполюсник, а коллектор подключен ко второй 7 шине источника питания, первый 8 частотно-задающий резистор, включенный между выходом устройства 9 и второй 7 шиной источника питания, первый 10 корректирующий конденсатор, включенный между эмиттерами первого 1 и второго 5 входных транзисторов.The closest prototype of the claimed device is a selective amplifier, presented in the patent of Philips Cor. WO / 2006/077525. It contains the first 1 input transistor, the base of which is connected to the first signal source 2, and the emitter is connected through the first 3 current-stabilizing two-terminal to the first 4 bus of the power supply, the second 5 input transistor, the emitter of which is connected to the first 4 bus of the power supply through the second 6 current-stabilizing two-terminal and the collector is connected to the second 7th bus of the power source, the first 8th frequency-setting resistor connected between the output of the device 9 and the second 7th bus of the power source, the first 10 correction capacitor, included nny between the emitters of the first 1 and second 5 input transistors.

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

Figure 00000001
амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) и коэффициент усиления по напряжению К0>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 quasi-resonance frequency (f 0 ).

Основная задача предлагаемого изобретения состоит в повышении добротности Q 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 Q 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 первый 1 входной транзистор, база которого соединена с первым источником сигнала 2, а эмиттер через первый 3 токостабилизирующий двухполюсник связан с первой 4 шиной источника питания, второй 5 входной транзистор, эмиттер которого соединен с первой 4 шиной источника питания через второй 6 токостабилизирующий двухполюсник, а коллектор подключен ко второй 7 шине источника питания, первый 8 частотно-задающий резистор, включенный между выходом устройства 9 и второй 7 шиной источника питания, первый 10 корректирующий конденсатор, включенный между эмиттерами первого 1 и второго 5 входных транзисторов, предусмотрены новые элементы и связи - коллектор первого 1 входного транзистора соединен с выходом 9 устройства через первый 11 p-n переход, выполненный на основе эмиттерно-базового перехода биполярного транзистора, коллектор первого 1 входного транзистора соединен с базой дополнительного транзистора 12, эмиттер которого связан с первой 4 шиной источника питания через третий 13 токостабилизирующий двухполюсник и соединен с выходом 9 устройства через второй 14 корректирующий конденсатор, параллельно первому 8 частотно-задающему резистору включен третий 15 корректирующий конденсатор, причем выход 9 устройства связан по переменному току с базой второго 5 входного транзистора.The problem is solved in that in the selective amplifier of figure 1, containing the first 1 input transistor, the base of which is connected to the first signal source 2, and the emitter is connected through the first 3 current-stabilizing two-terminal to the first 4 bus of the power source, the second 5 input transistor, the emitter of which connected to the first 4 bus of the power source through the second 6 current-stabilizing bipolar, and the collector is connected to the second 7 bus of the power source, the first 8 frequency-setting resistor connected between the output of the device 9 and the second 7 by a power supply bus, the first 10 correction capacitor connected between the emitters of the first 1 and second 5 input transistors, new elements and connections are provided - the collector of the first 1 input transistor is connected to the output 9 of the device through the first 11 pn junction, based on the emitter-base junction a bipolar transistor, the collector of the first 1 input transistor is connected to the base of the additional transistor 12, the emitter of which is connected to the first 4 bus of the power supply through the third 13 current-stabilizing bipolar IR and connected to the output 9 of the device through the second 14 correction capacitor, parallel to the first 8 frequency-setting resistor, the third 15 correction capacitor is connected, and the output 9 of the device is connected by alternating current to the base of the second 5 input transistor.

Схема усилителя-прототипа показана на чертеже фиг.1. На чертеже фиг.2 представлена схема заявляемого устройства в соответствии с п.1 и п.2 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 and claim 2 of the claims.

На чертеже фиг.3 показана схема ИУ в соответствии с п.3 и п.4 формулы изобретения.The drawing of figure 3 shows a diagram of the DUT in accordance with paragraph 3 and paragraph 4 of the claims.

На чертеже фиг.4 показана схема ИУ, соответствующая п.5 формулы изобретения.In the drawing of figure 4 shows a diagram of the DUT corresponding to paragraph 5 of the claims.

На чертеже фиг.5 показана схема ИУ в соответствии с п.6 формулы изобретения.The drawing of figure 5 shows a diagram of the DUT in accordance with claim 6.

На чертеже фиг.6 показана схема ИУ фиг.3 в среде компьютерного моделирования Cadence на моделях SiGe интегральных транзисторов техпроцесса SGB25VD.The drawing of Fig.6 shows a diagram of the DUT of Fig.3 in the Cadence computer simulation environment on SiGe models of integrated process transistors SGB25VD.

На чертеже фиг.7 приведена логарифмическая амплитудно-частотная характеристика коэффициента усиления по напряжению ИУ фиг.6 (укрупненный масштаб), а на чертеже фиг.8 - логарифмические амплитудно- и фазочастотные характеристики ИУ фиг.6 (мелкий масштаб).The drawing of Fig.7 shows the logarithmic amplitude-frequency characteristic of the voltage gain of the DUT of Fig.6 (enlarged scale), and the drawing of Fig.8 shows the logarithmic amplitude and phase-frequency characteristics of the DUT of Fig.6 (small scale).

На чертеже фиг.9 показана схема ИУ в среде компьютерного моделирования Cadence (транзисторы SiGe: npnVs, W=2, L=2, техпроцесс SGB25VD, Iк.max=6 мА), в которой изменялось число параллельно включенных транзисторов Q 6, Q11 (m12=1, m12=2, m12=3) (12 - фиг.2).The drawing of Fig. 9 shows a DUT scheme in a Cadence computer simulation environment (SiGe transistors: npnVs, W = 2, L = 2, SGB25VD process technology, Ik.max = 6 mA), in which the number of transistors Q 6, Q11 connected in parallel changed ( m 12 = 1, m 12 = 2, m 12 = 3) (12 - figure 2).

На чертеже фиг.10 представлены логарифмические амплитудно-частотные характеристики коэффициента усиления по напряжению ИУ фиг.9 при разных значениях числа параллельно включенных m12 транзисторов 12, а на чертеже фиг.11 - логарифмические амплитудно- и фазочастотные характеристики ИУ фиг.9 при m12=1, m12=2, m12=3.The figure 10 shows the logarithmic amplitude-frequency characteristics of voltage gain of the DUT 9 for different values of m parallel-connected transistors 12, 12 and 11 on the drawing - the logarithmic amplitude and phase frequency characteristics of the DUT 9 when m 12 = 1, m 12 = 2, m 12 = 3.

Избирательный усилитель фиг.2 содержит первый 1 входной транзистор, база которого соединена с первым источником сигнала 2, а эмиттер через первый 3 токостабилизирующий двухполюсник связан с первой 4 шиной источника питания, второй 5 входной транзистор, эмиттер которого соединен с первой 4 шиной источника питания через второй 6 токостабилизирующий двухполюсник, а коллектор подключен ко второй 7 шине источника питания, первый 8 частотно-задающий резистор, включенный между выходом устройства 9 и второй 7 шиной источника питания, первый 10 корректирующий конденсатор, включенный между эмиттерами первого 1 и второго 5 входных транзисторов. Коллектор первого 1 входного транзистора соединен с выходом 9 устройства через первый 11 p-n переход, выполненный на основе эмиттерно-базового перехода биполярного транзистора, коллектор первого 1 входного транзистора соединен с базой дополнительного транзистора 12, эмиттер которого связан с первой 4 шиной источника питания через третий 13 токостабилизирующий двухполюсник и соединен с выходом 9 устройства через второй 14 корректирующий конденсатор, параллельно первому 8 частотно-задающему резистору включен третий 15 корректирующий конденсатор, причем выход 9 устройства связан по переменному току с базой второго 5 входного транзистора.The selective amplifier of figure 2 contains the first 1 input transistor, the base of which is connected to the first signal source 2, and the emitter is connected through the first 3 current-stabilizing two-terminal to the first 4 bus of the power source, the second 5 input transistor, the emitter of which is connected to the first 4 bus of the power source through the second 6 is a current-stabilizing two-terminal device, and the collector is connected to the second 7 bus of the power source, the first 8 frequency-setting resistor connected between the output of the device 9 and the second 7 bus of the power source, the first 10 is correct a capacitor connected between the emitters of the first 1 and second 5 input transistors. The collector of the first 1 input transistor is connected to the output 9 of the device through the first 11 pn junction based on the emitter-base junction of the bipolar transistor, the collector of the first 1 input transistor is connected to the base of the additional transistor 12, the emitter of which is connected to the first 4 bus of the power supply through the third 13 current-stabilizing two-terminal device and connected to the output 9 of the device through the second 14 correction capacitor, parallel to the first 8 frequency-setting resistor included the third 15 correction condensate Oh, and the output 9 of the device is connected by alternating current to the base of the second 5 input transistor.

На чертеже фиг.2, в соответствии с п.2 формулы изобретения, дополнительный транзистор 12 выполнен в виде составного транзистора, содержащего m12≥1 параллельно включенных биполярных транзисторов.In the drawing of FIG. 2, in accordance with claim 2, the additional transistor 12 is made in the form of a composite transistor containing m 12 ≥1 bipolar transistors connected in parallel.

На чертеже фиг.3, в соответствии с п.3 формулы изобретения, последовательно с первым 10 корректирующим конденсатором включен второй 16 частотно-задающий резистор.In the drawing of figure 3, in accordance with claim 3 of the claims, a second 16 frequency-determining resistor is connected in series with the first 10 correction capacitor.

Кроме этого, на чертеже фиг.3, в соответствии с п.4 формулы изобретения, выход 9 устройства связан по переменному току с базой второго 5 входного транзистора через дополнительный буферный усилитель 17.In addition, in the drawing of figure 3, in accordance with paragraph 4 of the claims, the output 9 of the device is connected by alternating current to the base of the second 5 input transistor through an additional buffer amplifier 17.

На чертеже фиг.4, в соответствии с п.5 формулы изобретения, база второго 5 входного транзистора связана по переменному току с выходом 9 устройства через второй 14 корректирующий конденсатор.In the drawing of figure 4, in accordance with paragraph 5 of the claims, the base of the second 5 input transistor is connected by alternating current to the output 9 of the device through the second 14 correction capacitor.

На чертеже фиг.5, в соответствии с п.6 формулы изобретения, общий узел первого 10 корректирующего конденсатора и второго 16 частотно-задающего резистора связан со вторым входом 18 устройства через четвертый 19 корректирующий конденсатор.In the drawing of FIG. 5, in accordance with claim 6, a common node of the first 10 correction capacitor and the second 16 frequency setting resistor is connected to the second input 18 of the device through the fourth 19 correction capacitor.

На чертеже фиг.6 показана схема заявляемого ИУ фиг.2 на моделях SiGe интегральных транзисторов.The drawing of Fig.6 shows a diagram of the inventive DUT of Fig.2 on SiGe models of integrated transistors.

На чертеже фиг.7 приведена амплитудно-частотная характеристика ИУ фиг.6 в крупном масштабе.The drawing of Fig.7 shows the amplitude-frequency characteristic of the DUT of Fig.6 on a large scale.

На чертеже фиг.8 приведены амплитудно- и фазочастотная характеристики ИУ фиг.6 в более мелком масштабе.The drawing of Fig. 8 shows the amplitude and phase frequency characteristics of the DUT of Fig. 6 on a smaller scale.

На основе схемы фиг.9, соответствующей чертежу фиг.2, исследовалось влияние числа параллельно включенных транзисторов Q 6, Q 11 (транзистор 12, фиг.2) и емкости конденсаторов С5 (конденсатор 14, фиг.2) на амплитудно-частотную характеристику.Based on the circuit of FIG. 9 corresponding to the drawing of FIG. 2, the effect of the number of transistors Q 6, Q 11 (transistor 12, FIG. 2) and the capacitance of capacitors C5 (capacitor 14, FIG. 2) in parallel on the amplitude-frequency characteristic was investigated.

Графики фиг.10 характеризуют изменения АЧХ ИУ фиг.9 в крупном масштабе от изменения числа параллельно включенных транзисторов Q 6 и Q 11 (m12=2÷3), а также емкости конденсатора С5 (С5=0, С5≠0).The graphs of Fig. 10 characterize changes in the frequency response of the DUT of Fig. 9 on a large scale from changes in the number of transistors Q 6 and Q 11 connected in parallel (m 12 = 2 ÷ 3), as well as the capacitance of capacitor C5 (C5 = 0, C5 ≠ 0).

Графики фиг.11 характеризуют изменения АЧХ ИУ фиг.9 в более мелком масштабе от изменения числа параллельно включенных транзисторов Q 6 и Q 11 (m12=2÷3), а также емкости конденсатора С5 (C5=0, C5≠0).The graphs of Fig. 11 characterize changes in the frequency response of the DUT of Fig. 9 on a smaller scale from changes in the number of transistors Q 6 and Q 11 connected in parallel (m 12 = 2 ÷ 3), as well as the capacitance of the capacitor C5 (C 5 = 0, C 5 ≠ 0 )

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

Источник переменного входного сигнала uвх (2) изменяет коллекторный и эмиттерный токи первого 1 входного транзистора. Комплексный характер проводимости его эмиттерной цепи, образованной первым 10 корректирующим конденсатором и сопротивлениями эмиттерных переходов первого 1 и второго 5 входных транзисторов (rэ1≈h11.1, rэ5≈h11.5), обеспечивает передачу этого сигнала через эмиттер первого 1 входного транзистора в выходную 9 цепь устройства, которая реализована на базе третьего 15 корректирующего конденсатора и первого 8 частотно-задающего резистора. Комплексность полного сопротивления этой цепи (C15, R8) и характер изменения тока коллектора транзистора 1 обеспечивают резонансный вид амплитудно-частотной характеристики ИУ. Вводимый в ИУ контур обратной связи, образованный подключением базы второго 5 входного транзистора к выходу устройства 9, имеет реактивный характер в области низких частот (f<<f0) благодаря комплексной проводимости эмиттерных цепей второго 5 и первого 1 входных транзисторов. Указанная особенность сохраняет неизменной частоту квазирезонанса ИУ (f0) при любой глубине этой обратной связи и позволяет увеличить добротность Q ИУ и его коэффициент усиления по напряжению К0 при заданном значении полного сопротивления в выходной цепи устройства (конденсатор C15 и сопротивление резистора R8).The source of the variable input signal u I (2) changes the collector and emitter currents of the first 1 input transistor. The complex nature of the conductivity of its emitter circuit, formed by the first 10 correcting capacitors and the resistance of the emitter junctions of the first 1 and second 5 input transistors (r e1 ≈h 11.1 , r e5 ≈h 11.5 ), ensures the transmission of this signal through the emitter of the first 1 input transistor to output 9 the circuit of the device, which is implemented on the basis of the third 15 correction capacitor and the first 8 frequency-setting resistor. The complexity of the impedance of this circuit (C 15 , R 8 ) and the nature of the change in the collector current of the transistor 1 provide a resonant form of the amplitude-frequency characteristic of the DUT. The feedback loop introduced into the DUT, formed by connecting the base of the second 5 input transistor to the output of device 9, is reactive in the low frequency region (f << f 0 ) due to the complex conductivity of the emitter circuits of the second 5 and first 1 input transistors. This feature keeps constant the frequency of the quasi-resonance of the DUT (f 0 ) at any depth of this feedback and allows to increase the quality factor Q of the DUT and its gain in voltage K 0 at a given value of the impedance in the output circuit of the device (capacitor C 15 and resistor resistance R 8 ) .

Покажем аналитически, что более высокие значения К0 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.

В результате анализа схемы фиг.2 можно получить, что комплексный коэффициент передачи по напряжению ИУ фиг.2 определяется по формуле:As a result of the analysis of the circuit of FIG. 2, it can be obtained that the complex voltage transfer coefficient of the DUT of FIG. 2 is determined by the formula:

Figure 00000002
Figure 00000002

где

Figure 00000003
Where
Figure 00000003

τ110(h11.1+h11.5);τ 1 = C 10 (h 11.1 + h 11.5 );

τ215R8,τ 2 = C 15 R 8 ,

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

где h21.ii, h11.i - малосигнальные h - параметры i-го транзистора в схеме с общей базой; Ki - коэффициент передачи по току от коллектора транзистора 1 до резистора 8 в диапазоне рабочих частот ИУ, когда влиянием конденсатора 14 на работу схемы можно пренебречь, причем:where h 21.i = α i , h 11.i - low-signal h - parameters of the i-th transistor in the circuit with a common base; K i - current transfer coefficient from the collector of transistor 1 to resistor 8 in the operating frequency range of the DUT, when the influence of the capacitor 14 on the operation of the circuit can be neglected, moreover:

Figure 00000006
Figure 00000006

где m12 - число параллельно включенных эмиттеров в структуре транзистора 12.where m 12 is the number of emitters connected in parallel in the structure of transistor 12.

Таким образом, из (1)-(5) следует, что в предлагаемом ИУ может быть реализована заданная добротность Q независимо от выбранной частоты квазирезонанса f0.Thus, it follows from (1) - (5) that the proposed QI can implement a given Q factor, regardless of the chosen quasi-resonance frequency f 0 .

Аналогично можно показать, что коэффициент усиления по напряжению (К0), f0 и добротность (Q) модифицированной схемы избирательного усилителя фиг. 3 (при коэффициенте усиления по напряжению буферного усилителя 17 Ку17=1) определяются по формулам:Similarly, it can be shown that the voltage gain (K 0 ), f 0 and the quality factor (Q) of the modified selective amplifier circuit of FIG. 3 (with a voltage gain of the buffer amplifier 17 K at 17 = 1) are determined by the formulas:

Figure 00000007
Figure 00000007

τ1=C10(R16+h11.1+h11.5);τ 1 = C 10 (R 16 + h 11.1 + h 11.5 );

τ2=C15R8,τ 2 = C 15 R 8 ,

Figure 00000008
Figure 00000008

Figure 00000009
Figure 00000009

Если выбрать R16>>h11.1≈h11.5 и τ12, то добротность заявляемого ИУ и коэффициент К0 устройства фиг.3 будут определяться по предлагаемым формулам:If you choose R 16 >> h 11.1 ≈h 11.5 and τ 1 = τ 2 , then the quality factor of the claimed DUT and the coefficient K 0 of the device of figure 3 will be determined by the proposed formulas:

Figure 00000010
Figure 00000010

где

Figure 00000011
Where
Figure 00000011

Выбирая (при R8=R16) в формуле (9) те или иные значения сомножителя 1+m12 (например, 1+m12=1,8-1,999), который зависит от отношения площадей эмиттерных переходов транзисторов 11 и 12, можно получить практически любые заданные значения добротности Q и коэффициента усиления К0.Choosing (with R 8 = R 16 ) in formula (9) these or other values of the factor 1 + m 12 (for example, 1 + m 12 = 1.8-1.999), which depends on the ratio of the areas of the emitter junctions of transistors 11 and 12, you can get almost any given value of the quality factor Q and gain K 0 .

Данные теоретические выводы подтверждают графики фиг.7, фиг.8, полученные в результате моделирования схемы фиг.6, а также графики фиг.10, фиг.11, которые позволяют определить влияние параметра m12 на АЧХ.These theoretical conclusions are confirmed by the graphs of Fig. 7, Fig. 8, obtained as a result of modeling the circuit of Fig. 6, as well as the graphs of Fig. 10, Fig. 11, which allow to determine the effect of parameter m 12 on the frequency response.

Введение частотно-задающего резистора 16 (п.3 формулы изобретения) позволяет ослабить влияние статического режима транзисторов 1 и 5 и его нестабильности на основные параметры ИУ: Q, K0, f0.The introduction of a frequency-setting resistor 16 (claim 3 of the claims) allows to weaken the influence of the static mode of transistors 1 and 5 and its instability on the main parameters of the DUT: Q, K 0 , f 0 .

Введение согласующего буферного усилителя 17 (п.4 формулы изобретения) решает задачу согласования статических потенциалов в схеме заявляемого устройства и оптимизации динамического диапазона ИУ.The introduction of matching buffer amplifier 17 (claim 4 of the claims) solves the problem of matching static potentials in the circuit of the claimed device and optimizing the dynamic range of the DUT.

При реализации ИУ по схеме фиг.5 (п.6 формулы изобретения) создаются условия для более грубого подавления сигнала в области низких частот f<<f0.When implementing the DUT according to the scheme of Fig. 5 (claim 6 of the claims), conditions are created for more coarse signal suppression in the low-frequency region f << f 0 .

Действительно, минимизацию асимптотического затухания в ИУ на частоте f<<f0 можно обеспечить применением четвертого корректирующего конденсатора 19 (фиг.5). В этом случае:Indeed, minimizing the asymptotic attenuation in the DUT at a frequency f << f 0 can be achieved by using the fourth correction capacitor 19 (Fig. 5). In this case:

Figure 00000012
Figure 00000012

τ1=(С1019)(R16+h11.1+h11.5);τ 1 = (C 10 + C 19 ) (R 16 + h 11.1 + h 11.5 );

τ215R8,τ 2 = C 15 R 8 ,

Figure 00000013
Figure 00000013

Figure 00000014
Figure 00000014

Таким образом, полученная параметрическая степень свободы конденсатора 19 (С19) может дополнительно использоваться для реализации необходимого соотношения между Q и К0. Такие требования характерны при интеграции ИУ в СФ блоки (например, частотные фильтры с дополнительной межзвенной связью).Thus, the obtained parametric degree of freedom of the capacitor 19 (C 19 ) can be additionally used to implement the necessary relationship between Q and K 0 . Such requirements are typical for the integration of DUT into SF blocks (for example, frequency filters with additional interconnection).

Таким образом, заявляемые схемотехнические решения реализуются на n-p-n транзисторах, например, техпроцесса SGB25VD и характеризуются более высокими значениями коэффициента усиления по напряжению на частоте квазирезонанса f0, а также повышенными величинами добротности Q, определяющей избирательные свойства.Thus, the claimed circuitry solutions are implemented on npn transistors, for example, the SGB25VD process technology and are characterized by higher values of the voltage gain at the frequency of the quasi-resonance f 0 , as well as increased Q factors Q, which determines the selective properties.

Источники информацииInformation sources

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.50-53.1. 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. 50-53.

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. акад. РАН А.Л.Стемпковского. - М.: ИППМ РАН, 2010. - С.583-586.2. Microwave SF blocks of communication systems based on fully differential operational amplifiers / Prokopenko NN, Budyakov AS, K. Schmalz, S.Scheytt // Problems of Developing Advanced Micro- and Nanoelectronic Systems - 2010. Proceedings / under the general. ed. Acad. RAS A.L. Stempkovsky. - M .: IPPM RAS, 2010. - P.583-586.

3. Патент WO/2006/077525.3. Patent WO / 2006/077525.

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

5. Патент RU 2101850, fig.1.5. Patent RU 2101850, fig. 1.

6. Патент WO/2007/022705.6. Patent WO / 2007/022705.

7. Патентная заявка US 2006/0186951, fig.3.7. Patent application US 2006/0186951, fig. 3.

8. Патентная заявка US 2007/0040604, fig.3.8. Patent application US 2007/0040604, fig. 3.

9. Патент WO/03052925A1, fig.3.9. Patent WO / 03052925A1, fig. 3.

10. Патент US 6.011.431, fig.4.10. Patent US 6.011.431, fig. 4.

11. Патент US 5.331.478, fig.3.11. Patent US 5.331.478, fig. 3.

12. Патент US 4.885.548, fig.9.12. Patent US 4.885.548, fig. 9.

13. Патент US 4.974.916, fig.1.13. Patent US 4.974.916, fig. 1.

14. Патентная заявка US 2008/0122530, fig.4.14. Patent application US 2008/0122530, fig. 4.

15. Патент US 5.298.802.15. Patent US 5.298.802.

16. Патент US 2009/0261899, fig.3.16. Patent US 2009/0261899, fig. 3.

17. Патент CN 101204009.17. Patent CN 101204009.

18. Патент EP 1844547.18. Patent EP 1844547.

19. Патент UA 17276.19. Patent UA 17276.

20.Патент US 2009/0289714, fig.4.20. Patent US 2009/0289714, fig. 4.

21. Патент US 7.202.762.21. Patent US 7.202.762.

22. Патент US 6.188.272.22. Patent US 6.188.272.

23. Патент US 5.847.605.23. Patent US 5.847.605.

24. Патент US 7.116.961.24. Patent US 7.116.961.

25. Патентная заявка US 2011/0109388, fig.2.25. Patent application US 2011/0109388, fig.2.

26. Патентная заявка US 2006/0186951, fig.2.26. Patent application US 2006/0186951, fig.2.

27. Патент US 5.012.201, fig.2.27. Patent US 5.012.201, fig. 2.

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

Claims (6)

1. Избирательный усилитель, содержащий первый (1) входной транзистор, база которого соединена с первым источником сигнала (2), а эмиттер через первый (3) токостабилизирующий двухполюсник связан с первой (4) шиной источника питания, второй (5) входной транзистор, эмиттер которого соединен с первой (4) шиной источника питания через второй (6) токостабилизирующий двухполюсник, а коллектор подключен ко второй (7) шине источника питания, первый (8) частотно-задающий резистор, включенный между выходом устройства (9) и второй (7) шиной источника питания, первый (10) корректирующий конденсатор, включенный между эмиттерами первого (1) и второго (5) входных транзисторов, отличающийся тем, что коллектор первого (1) входного транзистора соединен с выходом (9) устройства через первый (11) p-n переход, выполненный на основе эмиттерно-базового перехода биполярного транзистора, коллектор первого (1) входного транзистора соединен с базой дополнительного транзистора (12), эмиттер которого связан с первой (4) шиной источника питания через третий (13) токостабилизирующий двухполюсник и соединен с выходом (9) устройства через второй (14) корректирующий конденсатор, параллельно первому (8) частотно-задающему резистору включен третий (15) корректирующий конденсатор, причем выход (9) устройства связан по переменному току с базой второго (5) входного транзистора.1. A selective amplifier containing the first (1) input transistor, the base of which is connected to the first signal source (2), and the emitter is connected through the first (3) current-stabilizing two-terminal to the first (4) bus of the power source, the second (5) input transistor, the emitter of which is connected to the first (4) bus of the power supply through a second (6) current-stabilizing two-terminal device, and the collector is connected to the second (7) bus of the power supply, the first (8) frequency-setting resistor connected between the output of the device (9) and the second ( 7) power supply bus, first th (10) correction capacitor connected between the emitters of the first (1) and second (5) input transistors, characterized in that the collector of the first (1) input transistor is connected to the output (9) of the device through the first (11) pn junction made on Based on the emitter-base junction of the bipolar transistor, the collector of the first (1) input transistor is connected to the base of the additional transistor (12), the emitter of which is connected to the first (4) bus of the power supply through the third (13) current-stabilizing two-terminal device and connected to the output (9) of the devicethrough the second (14) correction capacitor, parallel to the first (8) frequency-setting resistor, a third (15) correction capacitor is connected, and the output (9) of the device is connected via alternating current to the base of the second (5) input transistor. 2. Избирательный усилитель по п.1, отличающийся тем, что дополнительный транзистор (12) выполнен в виде составного транзистора, содержащего m12>1 параллельно включенных биполярных транзисторов.2. The selective amplifier according to claim 1, characterized in that the additional transistor (12) is made in the form of a composite transistor containing m 12 > 1 bipolar transistors connected in parallel. 3. Избирательный усилитель по п.1, отличающийся тем, что последовательно с первым (10) корректирующим конденсатором включен второй (16) частотно-задающий резистор.3. The selective amplifier according to claim 1, characterized in that a second (16) frequency setting resistor is connected in series with the first (10) correction capacitor. 4. Избирательный усилитель по п.2, отличающийся тем, что выход (9) устройства связан по переменному току с базой второго (5) входного транзистора через дополнительный буферный усилитель (17).4. The selective amplifier according to claim 2, characterized in that the output (9) of the device is connected via alternating current to the base of the second (5) input transistor through an additional buffer amplifier (17). 5. Избирательный усилитель по п.2, отличающийся тем, что база второго (5) входного транзистора связана по переменному току с выходом (9) устройства через второй (14) корректирующий конденсатор.5. The selective amplifier according to claim 2, characterized in that the base of the second (5) input transistor is connected via alternating current to the output (9) of the device through the second (14) correction capacitor. 6. Избирательный усилитель по п.2, отличающийся тем, что общий узел первого (10) корректирующего конденсатора и второго (16) частотно-задающего резистора связан со вторым входом (18) устройства через четвертый (19) корректирующий конденсатор. 6. The selective amplifier according to claim 2, characterized in that the common node of the first (10) correction capacitor and the second (16) frequency-setting resistor is connected to the second input (18) of the device through the fourth (19) correction capacitor.
RU2011142546/08A 2011-10-20 2011-10-20 Selective amplifier RU2469466C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011142546/08A RU2469466C1 (en) 2011-10-20 2011-10-20 Selective amplifier

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011142546/08A RU2469466C1 (en) 2011-10-20 2011-10-20 Selective amplifier

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2469466C1 true RU2469466C1 (en) 2012-12-10

Family

ID=49255906

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011142546/08A RU2469466C1 (en) 2011-10-20 2011-10-20 Selective amplifier

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2469466C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2517698C1 (en) * 2013-04-01 2014-05-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") Broadband attenuator for high-speed analogue and analogue-digital interfaces
RU2536380C1 (en) * 2013-05-14 2014-12-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") High-frequency attenuator

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU383200A1 (en) * 1968-07-25 1973-05-25 ELECTORAL;? S-AMPLIFIER
SU651448A1 (en) * 1977-01-02 1979-03-05 Войсковая Часть 44388-Р/1 Selective amplifier
SU832703A1 (en) * 1978-07-17 1981-05-23 Рязанский Радиотехнический Инсти-Тут Selective amplifier
US20070146078A1 (en) * 2005-12-28 2007-06-28 Christoph Bromberger Selective amplifier

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU383200A1 (en) * 1968-07-25 1973-05-25 ELECTORAL;? S-AMPLIFIER
SU651448A1 (en) * 1977-01-02 1979-03-05 Войсковая Часть 44388-Р/1 Selective amplifier
SU832703A1 (en) * 1978-07-17 1981-05-23 Рязанский Радиотехнический Инсти-Тут Selective amplifier
US20070146078A1 (en) * 2005-12-28 2007-06-28 Christoph Bromberger Selective amplifier

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2517698C1 (en) * 2013-04-01 2014-05-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") Broadband attenuator for high-speed analogue and analogue-digital interfaces
RU2536380C1 (en) * 2013-05-14 2014-12-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") High-frequency attenuator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2467470C1 (en) Selective amplifier
RU2479112C1 (en) Selective amplifier
RU2469466C1 (en) Selective amplifier
RU2467471C1 (en) Selective amplifier
RU2467469C1 (en) Selective amplifier
RU2479108C1 (en) Selective amplifier
RU2488955C1 (en) Non-inverting current amplifier-based selective amplifier
RU2468506C1 (en) Selective amplifier
RU2475943C1 (en) Selective amplifier
RU2479114C1 (en) Selective amplifier
RU2469464C1 (en) Selective amplifier
RU2480896C1 (en) Selective amplifier
RU2469462C1 (en) Selective amplifier
RU2479115C1 (en) Selective amplifier
RU2461955C1 (en) Selective amplifier
RU2479116C1 (en) Selective amplifier
RU2480895C1 (en) Selective amplifier
RU2543298C2 (en) Controlled selective amplifier
RU2507675C1 (en) Selective amplifier
RU2468505C1 (en) Selective amplifier
RU2488953C1 (en) Selective amplifier
RU2479110C1 (en) Selective amplifier
RU2479109C1 (en) Selective amplifier
RU2475947C1 (en) Selective amplifier
RU2479111C1 (en) Selective amplifier

Legal Events

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

Effective date: 20131021