RU2507675C1 - Selective amplifier - Google Patents

Selective amplifier Download PDF

Info

Publication number
RU2507675C1
RU2507675C1 RU2012132336/08A RU2012132336A RU2507675C1 RU 2507675 C1 RU2507675 C1 RU 2507675C1 RU 2012132336/08 A RU2012132336/08 A RU 2012132336/08A RU 2012132336 A RU2012132336 A RU 2012132336A RU 2507675 C1 RU2507675 C1 RU 2507675C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
current
output
output transistor
frequency
transistor
Prior art date
Application number
RU2012132336/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Николаевич Прокопенко
Сергей Владимирович Федосеев
Сергей Георгиевич Крутчинский
Андрей Григорьевич Юдин
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 RU2012132336/08A priority Critical patent/RU2507675C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2507675C1 publication Critical patent/RU2507675C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: selective amplifier has an input voltage source, an additional power supply, a voltage-to-current converter, output and additional transistors, two frequency setting resistors, two current-stabilising two-terminal elements, two balancing capacitors. The output transistor has a collector which is connected through a first frequency setting resistor to a first power supply bus. The output of the voltage-to-current converter is connected to the collector of the output transistor and through series-connected first and second balancing capacitors through alternating current to the common power supply bus. The common node of the first and second balancing capacitors is connected through the second frequency setting resistor to the output of the device and is connected to the emitter of the output transistor. The emitter of the output transistor is connected through the first current-stabilising two-terminal element to the second power supply bus. The base of the output transistor is connected to the emitter of the additional transistor and through the second current-stabilising two-terminal element to the first power supply bus.
EFFECT: high Q-factor of the amplitude-frequency characteristic of the selective amplifier and its voltage gain at quasi-resonance frequency fo.
2 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может использоваться в устройствах фильтрации радиосигналов, телевидении, радиолокации и т.п.The invention relates to the field of radio engineering and communications and can be used in devices for filtering radio signals, television, radar, etc.

В задачах выделения высокочастотных 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 (ИУ) сопровождается значительными энергетическими потерями, которые идут в основном на обеспечение статического режима достаточно большого числа второстепенных транзисторов, образующих операционный усилитель [1, 2]. В этой связи весьма актуальной является задача построения избирательных усилителей на биполярных транзисторах, обеспечивающих выделение узкого спектра сигналов с достаточно высокой добротностью (Q) резонансной характеристики (Q=2÷10) при малом энергопотреблении.Integrated operational amplifiers with special RC correction elements that form the amplitude-frequency characteristic of the resonant type are widely used today in the tasks of extracting high-frequency signals [1, 2]. However, the classical construction of such selective amplifiers (DUTs) is accompanied by significant energy losses, which are mainly used to ensure the static mode of a sufficiently large number of secondary transistors forming an operational amplifier [1, 2]. In this regard, it is very urgent to build selective amplifiers on bipolar transistors, which provide a narrow spectrum of signals with a sufficiently high quality factor (Q) of the resonance characteristic (Q = 2 ÷ 10) with low power consumption.

Известны схемы ИУ на основе биполярных транзисторов, которые обеспечивают формирование амплитудно-частотной характеристики коэффициента усиления по напряжению в заданном диапазоне частот Δf=fв-fн [3-20]. Причем их верхняя граничная частота fв иногда формируется инерционностью транзисторов схемы (емкостью на подложку), а нижняя fн определяется корректирующими конденсаторами.Known schemes of DUTs based on bipolar transistors, which provide the formation of the amplitude-frequency characteristics of the voltage gain in a given frequency range Δf = f in -f n [3-20]. 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 corrective capacitors.

Ближайшим прототипом заявляемого устройства является избирательный усилитель, представленный в патенте US 5.304.946, fig. 24. Он содержит источник входного напряжения 1, связанный со входом преобразователя «напряжение-ток» 2, выходной транзистор 3, коллектор которого через первый 4 частотозадающий резистор связан с первой 5 шиной источника питания, источник вспомогательного напряжения 6, второй 7 частотозадающий резистор, первый 8 токостабилизирующий двухполюсник, первый 9 и второй 10 корректирующие конденсаторы, вторую 11 шину источника питания.The closest prototype of the claimed device is a selective amplifier, presented in patent US 5.304.946, fig. 24. It contains an input voltage source 1, connected to the input of the voltage-current converter 2, an output transistor 3, the collector of which through the first 4 frequency-setting resistor is connected to the first 5 bus of the power source, auxiliary voltage source 6, the second 7 frequency-setting resistor, the first 8 current-stabilizing bipolar, the first 9 and second 10 correction capacitors, the second 11 bus power supply.

Существенный недостаток известного ИУ-прототипа состоит в том, что он не обеспечивает высокую добротность Q f 0 f в f н

Figure 00000001
амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) и коэффициент усиления по напряжению К0>1 на частоте квазирезонанса (f0).A significant drawback of the known YiU prototype is that it does not provide high quality factor Q f 0 f at - f n
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 АЧХ ИУ и его коэффициента усиления по напряжению (К0) на частоте квазирезонанса f0. Это позволяет в ряде случаев уменьшить общее энергопотребление и реализовать высококачественное избирательное устройство.The main objective of the invention is to increase the quality factor of the frequency response of the DUT and its gain in voltage (K 0 ) at a frequency of quasi-resonance f 0 . This allows in some cases to reduce the overall energy consumption and implement a high-quality selective device.

Поставленная задача решается тем, что в избирательном усилителе, фиг.1, содержащем источник входного напряжения 1, связанный со входом преобразователя «напряжение-ток» 2, выходной транзистор 3, коллектор которого через первый 4 частотозадающий резистор связан с первой 5 шиной источника питания, источник вспомогательного напряжения 6, второй 7 частотозадающий резистор, первый 8 токостабилизирующий двухполюсник, первый 9 и второй 10 корректирующие конденсаторы, вторую 11 шину источника питания, предусмотрены новые элементы и связи - выход 12 преобразователя «напряжение-ток» 2 соединен с коллектором выходного транзистора 3 и через последовательно соединенные первый 9 и второй 10 корректирующие конденсаторы связан по переменному току с общей шиной источников питания 13, общий узел первого 9 и второго 10 корректирующих конденсаторов через второй 7 частотозадающий резистор соединен с выходом устройства 14 и подключен к эмиттеру выходного транзистора 3, эмиттер выходного транзистора 3 через первый 8 токостабилизирующий двухполюсник соединен со второй 11 шиной источника питания, база выходного транзистора 3 соединена с эмиттером дополнительного транзистора 15 и через второй 16 токостабилизирующий двухполюсник соединена с первой 5 шиной источника питания, коллектор дополнительного транзистора 15 связан с эмиттером выходного транзистора 3, а его база подключена к источнику вспомогательного напряжения 6.The problem is solved in that in the selective amplifier, Fig. 1, containing an input voltage source 1, connected to the input of the voltage-current converter 2, an output transistor 3, the collector of which is connected through the first 4 frequency-setting resistor to the first 5 bus of the power source, auxiliary voltage source 6, second 7 frequency-setting resistor, first 8 current-stabilizing bipolar, first 9 and second 10 correction capacitors, second 11 power supply bus, new elements and communications are provided - output 12 pre The voltage-current transmitter 2 is connected to the collector of the output transistor 3 and through the first 9 and second 10 correction capacitors connected in series with alternating current connected to the common bus of power supplies 13, the common node of the first 9 and second 10 correction capacitors is connected through the second 7 frequency-setting resistor with the output of the device 14 and connected to the emitter of the output transistor 3, the emitter of the output transistor 3 through the first 8 current-stabilizing two-terminal is connected to the second 11 bus power source, the base is output Nogo transistor 3 is connected to the emitter of transistor 15 and further through the second bipole tokostabiliziruyuschy 16 connected to the first power supply bus 5, an additional collector of the transistor 15 is connected to the emitter of the output transistor 3, and its base connected to the auxiliary voltage supply 6.

Схема усилителя-прототипа показана на фиг.1. На 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 figure 1. Figure 2 presents a diagram of the inventive device in accordance with claim 1 and claim 2 of the claims.

На фиг.3 представлена схема заявляемого устройства с конкретным выполнением преобразователя «напряжение-ток» 2 в виде дифференциального каскада на элементах 17, 18 и 19.Figure 3 presents a diagram of the inventive device with a specific implementation of the Converter "voltage-current" 2 in the form of a differential cascade on the elements 17, 18 and 19.

На фиг.4 представлена схема заявляемого устройства в соответствии с п.2 формулы изобретения.Figure 4 presents a diagram of the inventive device in accordance with claim 2 of the claims.

На фиг.5 представлена схема ИУ фиг.2 без дополнительного усилителя тока 12 в среде Cadence на моделях SiGe транзисторов. Здесь входной преобразователь 2 реализован на транзисторе Q3.FIG. 5 is a diagram of the DUT of FIG. 2 without an additional current amplifier 12 in a Cadence environment on SiGe transistor models. Here, input converter 2 is implemented on transistor Q3.

На фиг.6 показаны логарифмическая амплитудно-частотная (ЛАЧХ) и фазочастотная (ФЧХ) характеристики ИУ фиг.5 в широком диапазоне частот от 1 кГц до 100 ГГц при Rvar=0, Cvar=700 фФ, Ivar=200 мкА.Figure 6 shows the logarithmic amplitude-frequency (LFC) and phase-frequency (PFC) characteristics of the DUT of Fig. 5 in a wide frequency range from 1 kHz to 100 GHz at Rvar = 0, Cvar = 700 fF, Ivar = 200 μA.

На фиг.7 приведена зависимость добротности Q и резонансной частоты f0 ИУ фиг.5 от тока Ivar.Figure 7 shows the dependence of the Q factor Q and the resonant frequency f 0 of the DUT of Fig. 5 from the current Ivar.

На фиг.8 показан ИУ фиг.4 с дополнительным усилителем тока 20 (Кi) в среде Cadence на модулях SiGe транзисторов.FIG. 8 shows the DUT of FIG. 4 with an additional current amplifier 20 (K i ) in a Cadence environment on SiGe transistor modules.

На фиг.9 показаны ЛАЧХ и ФЧХ ИУ фиг.8 в широком диапазоне частот от 1 кГц до 100 ГГц при Rvar=0, Cvar=700 фФ, Ki=25, Ivar=50 мкА.Figure 9 shows the LACH and phase response of the DUT of Fig. 8 in a wide frequency range from 1 kHz to 100 GHz at Rvar = 0, Cvar = 700 fF, Ki = 25, Ivar = 50 μA.

На фиг.10 приведена зависимость добротности Q ИУ фиг.8 от коэффициента передачи тока Ki дополнительного усилителя тока 20.Figure 10 shows the dependence of the quality factor Q of the DUT of Fig. 8 on the current transfer coefficient Ki of the additional current amplifier 20.

Избирательный усилитель фиг.2 содержит источник входного напряжения 1, связанный со входом преобразователя «напряжение-ток» 2, выходной транзистор 3, коллектор которого через первый 4 частотозадающий резистор связан с первой 5 шиной источника питания, источник вспомогательного напряжения 6, второй 7 частотозадающий резистор, первый 8 токостабилизирующий двухполюсник, первый 9 и второй 10 корректирующие конденсаторы, вторую 11 шину источника питания. Выход 12 преобразователя «напряжение-ток» 2 соединен с коллектором выходного транзистора 3 и через последовательно соединенные первый 9 и второй 10 корректирующие конденсаторы связан по переменному току с общей шиной источников питания 13, общий узел первого 9 и второго 10 корректирующих конденсаторов через второй 7 частотозадающий резистор соединен с выходом устройства 14 и подключен к эмиттеру выходного транзистора 3, эмиттер выходного транзистора 3 через первый 8 токостабилизирующий двухполюсник соединен со второй 11 шиной источника питания, база выходного транзистора 3 соединена с эмиттером дополнительного транзистора 15 и через второй 16 токостабилизирующий двухполюсник соединена с первой 5 шиной источника питания, коллектор дополнительного транзистора 15 связан с эмиттером выходного транзистора 3, а его база подключена к источнику вспомогательного напряжения 6.The selective amplifier of Fig. 2 contains an input voltage source 1, connected to the input of the voltage-current converter 2, an output transistor 3, the collector of which is connected through the first 4 frequency-setting resistor to the first 5 bus of the power source, the auxiliary voltage source 6, and the second 7 frequency-setting resistor , the first 8 current-stabilizing bipolar, the first 9 and second 10 correction capacitors, the second 11 bus power supply. The output 12 of the voltage-current converter 2 is connected to the collector of the output transistor 3 and through the first 9 and second 10 correction capacitors connected in series with alternating current connected to a common bus power supply 13, a common node of the first 9 and second 10 correction capacitors through the second 7 frequency-setting the resistor is connected to the output of the device 14 and connected to the emitter of the output transistor 3, the emitter of the output transistor 3 through the first 8 current-stabilizing two-terminal is connected to the second 11 bus power source I, the base of the output transistor 3 is connected to the emitter of the additional transistor 15 and through the second 16 the current-stabilizing two-terminal is connected to the first 5 bus of the power supply, the collector of the additional transistor 15 is connected to the emitter of the output transistor 3, and its base is connected to the auxiliary voltage source 6.

На фиг.3 представлен избирательный усилитель фиг.2, в котором входной преобразователь «напряжение-ток» 2 реализован на транзисторах 17, 18 и источнике тока 19.Figure 3 presents the selective amplifier of figure 2, in which the input Converter "voltage-current" 2 is implemented on transistors 17, 18 and the current source 19.

На фиг.4, в соответствии с п.2 формулы изобретения, коллектор дополнительного транзистора 15 связан с эмиттером выходного транзистора 3 через дополнительный усилитель тока 20 через токовое зеркало. В частном случае дополнительным выходом устройства может быть узел 21.In Fig. 4, in accordance with claim 2, the collector of the additional transistor 15 is connected to the emitter of the output transistor 3 through an additional current amplifier 20 through a current mirror. In the particular case, an additional output of the device may be a node 21.

Рассмотрим работу схемы фиг.2.Consider the operation of the circuit of figure 2.

Источник входного сигнала uвх (1) посредством входного преобразователя «напряжение-ток» 2 изменяет ток коллекторной цепи транзистора 3. Характер коллекторной нагрузки этого транзистора, образованной резисторами 4 и 7, а также конденсаторами 9 и 10 обеспечивает преобразование этого тока в ток резистора 7 выходной цепи ИУ. При этом наличие емкостного делителя, образованного конденсаторами 9 и 10, обеспечивает функциональную зависимость этого тока, соответствующую частотным характеристикам избирательного усилителя. Действительно, конденсатор 9 уменьшает этот ток в области нижних частот (f<f0), где f0 является частотой квазирезонанса ИУ, а конденсатор 10 уменьшает выходное напряжение в области верхних частот (f>f0). Таким образом, используемая коллекторная нагрузка обеспечивает необходимый вид амплитудно- и фазочастотных характеристик схемы ИУ. В силу этого действие контура обратной связи направлено на увеличение добротности Q и коэффициента усиления К0 ИУ.Source input signal Rin u (1) by an input transducer "voltage-current" 2 changes the current collector circuit of the transistor 3. Character collector load of the transistor formed by the resistors 4 and 7, and capacitors 9 and 10 converts this current to a resistor current 7 output circuit Yiwu. Moreover, the presence of a capacitive divider formed by capacitors 9 and 10, provides a functional dependence of this current, corresponding to the frequency characteristics of the selective amplifier. Indeed, capacitor 9 reduces this current in the low-frequency region (f <f 0 ), where f 0 is the DUT quasi-resonance frequency, and capacitor 10 reduces the output voltage in the high-frequency region (f> f 0 ). Thus, the used collector load provides the necessary form of the amplitude and phase frequency characteristics of the DUT circuit. Because of this, the action of the feedback loop is aimed at increasing the quality factor Q and the gain K 0 of the DUT.

Комплексный коэффициент передачи ИУ, фиг.2, как отношение выходного напряжения (выход устройства 14) к входному напряжению uвх (1) определяется формулой, которую можно получить с помощью методов анализа электронных схем:The complex transfer coefficient of the DUT, Fig. 2, as the ratio of the output voltage (output of the device 14) to the input voltage u in (1) is determined by the formula, which can be obtained using the methods of analysis of electronic circuits:

K ( j f ) = u 14 u в х = K 0 j f f 0 Q f 0 2 f 2 + j f f 0 Q , ( 1 )

Figure 00000002
K ( j f ) = u fourteen u at x = K 0 j f f 0 Q f 0 2 - f 2 + j f f 0 Q , ( one )
Figure 00000002

где f - частота входного сигнала;where f is the frequency of the input signal;

f0 - частота квазирезонанса избирательного усилителя;f 0 is the frequency of the quasi-resonance of the selective amplifier;

Q - добротность АЧХ избирательного усилителя;Q is the quality factor of the frequency response of the selective amplifier;

К0 - коэффициент усиления ИУ на частоте квазирезонанса f0.To 0 is the gain of the DUT at the frequency of quasi-resonance f 0 .

ПричемMoreover

f 0 = 1 2 π C 9 C 10 R 4 ( R 7 + h 11.3 ) , ( 2 )

Figure 00000003
f 0 = one 2 π C 9 C 10 R four ( R 7 + h 11.3 ) , ( 2 )
Figure 00000003

где С9, С10, R4, R7 - параметры элементов 9, 10, 4 и 7;where C 9 , C 10 , R 4 , R 7 are the parameters of the elements 9, 10, 4 and 7;

h11.i - h-параметр i-го транзистора в схеме с общей базой.h 11.i is the h-parameter of the i-th transistor in the circuit with a common base.

Добротность ИУ определяется формулойThe quality factor of the DUT is determined by the formula

Q 1 = D 0 + C 9 C 10 R 4 R 7 + h 11.3 [ 1 α 3 ( 1 + α 15 ( 1 α 3 ) ) ] , ( 3 )

Figure 00000004
Q - one = D 0 + C 9 C 10 R four R 7 + h 11.3 [ one - α 3 ( one + α fifteen ( one - α 3 ) ) ] , ( 3 )
Figure 00000004

где αi - коэффициент передачи по току эмиттера i-го транзистора;where α i is the current transfer coefficient of the emitter of the i-th transistor;

D 0 = ( C 9 C 10 + C 10 C 9 ) R 7 + h 11.3 R 4

Figure 00000005
эквивалентное затухание пассивной частото-зависимой цепи. D 0 = ( C 9 C 10 + C 10 C 9 ) R 7 + h 11.3 R four
Figure 00000005
equivalent attenuation of a passive frequency-dependent circuit.

За счет выбора параметров элементов, входящих в формулу (3), можно обеспечить Q>>1.By choosing the parameters of the elements included in the formula (3), it is possible to provide Q >> 1.

Формула для коэффициента усиления К0 в комплексном коэффициенте передачи (1) имеет видThe formula for the gain K 0 in the complex transfer coefficient (1) has the form

K 0 = Q S 2 R 4 ( R 7 + h 11.3 ) C 9 C 10 , ( 4 )

Figure 00000006
K 0 = - Q S 2 R four ( R 7 + h 11.3 ) C 9 C 10 , ( four )
Figure 00000006

где S2 - крутизна входного преобразователя «напряжение-ток» 2.where S 2 - the steepness of the input Converter "voltage-current" 2.

Важной особенностью схемы является возможность реализации высокой добротности и оптимизации ее параметрической чувствительности. Оптимальным соотношением является равенство емкостей конденсаторов 9 и 10 (C9=C10). В этой связи необходимое максимальное значение добротности Q может быть обеспечено выбором оптимального соотношения сопротивлений резисторов 4 и 7.An important feature of the circuit is the possibility of realizing high quality factor and optimizing its parametric sensitivity. The optimal ratio is the equality of the capacitance of the capacitors 9 and 10 (C 9 = C 10 ). In this regard, the necessary maximum value of the quality factor Q can be provided by choosing the optimal ratio of the resistances of resistors 4 and 7.

Из соотношения (3) следует, что при реализации параметрического условия:From relation (3) it follows that when implementing the parametric condition:

R 7 = R 4 2 [ 1 α 3 ( 1 + α 15 ( 1 α 3 ) ) ] h 11.3 , ( 5 )

Figure 00000007
R 7 = R four 2 [ one - α 3 ( one + α fifteen ( one - α 3 ) ) ] - h 11.3 , ( 5 )
Figure 00000007

добротность ИУ принимает максимальное значениеthe quality factor of the DUT takes its maximum value

Q max = 1 2 2 1 1 α 3 ( 1 + α 15 ( 1 α 3 ) ) , ( 6 )

Figure 00000008
Q max = one 2 2 one one - α 3 ( one + α fifteen ( one - α 3 ) ) , ( 6 )
Figure 00000008

Например, при α3≈α15≈0,99, Qmax=25, a без указанных в схеме специальных обратных связей эта величина не превышает 3,5.For example, at α 3 ≈α 15 ≈0.99, Q max = 25, and without the special feedbacks indicated in the scheme, this value does not exceed 3.5.

При реализации более низких численных значений добротности Q в схеме ИУ возможна минимизация ее параметрической чувствительности при выполнении условия С910. Тогда:When lowering the numerical values of the Q factor in the DUT scheme, it is possible to minimize its parametric sensitivity when the condition C 9 = C 10 is fulfilled. Then:

Q = 1 2 R 4 R 7 + h 11.3 < < Q max , ( 7 )

Figure 00000009
Q = one 2 R four R 7 + h 11.3 < < Q max , ( 7 )
Figure 00000009

а ее параметрическая чувствительность глобально минимизируется:and its parametric sensitivity is globally minimized:

S C 9 Q = S C 10 Q = 0 ; S R 4 Q = S R 7 + h 11.3 Q = 1 2 , ( 8 )

Figure 00000010
S C 9 Q = S C 10 Q = 0 ; S R four Q = - S R 7 + h 11.3 Q = one 2 , ( 8 )
Figure 00000010

Указанные возможности обеспечивают универсальность схемы заявляемого ИУ.These features provide the versatility of the scheme of the claimed IU.

Представленное на фиг.4 развитие принципиальной схемы ИУ фиг.2 позволяет снять ограничение, входящее в соотношение (7). Действительно в этом случае:Presented in figure 4, the development of the circuit diagram of the DUT of figure 2 allows you to remove the restriction included in the ratio (7). Valid in this case:

Q 1 = D 0 + C 9 C 10 R 4 R 7 + h 11.3 [ 1 K i α 3 ( 1 + α 15 ( 1 α 3 ) ) ] , ( 9 )

Figure 00000011
Q - one = D 0 + C 9 C 10 R four R 7 + h 11.3 [ one - K i α 3 ( one + α fifteen ( one - α 3 ) ) ] , ( 9 )
Figure 00000011

где Кi - коэффициент усиления по току дополнительного усилителя тока 20.where K i is the current gain of the additional current amplifier 20.

Поэтому при выполнении параметрического условияTherefore, under the parametric condition

K i = 1 α 3 + α 15 α 3 ( 1 α 3 ) , ( 10 )

Figure 00000012
K i = one α 3 + α fifteen α 3 ( one - α 3 ) , ( 10 )
Figure 00000012

добротность схемы ИУ фиг.4 при сохранении параметрических чувствительностей (8) принимает значениеthe quality factor of the circuit of the DUT of Fig. 4 while maintaining the parametric sensitivities (8) takes on the value

Q = 1 2 R 4 R 7 + h 11.3 , ( 11 )

Figure 00000013
Q = one 2 R four R 7 + h 11.3 , ( eleven )
Figure 00000013

Кроме этого указанная модификация ИУ позволяет использовать условия равнономинальности (R4=R7). Тогда добротность:In addition, the specified modification of the IE allows you to use the conditions of uniformity (R 4 = R 7 ). Then the quality factor:

Q 1 = 3 K i α 3 [ 1 + α 15 ( 1 α 3 ) ] . ( 12 )

Figure 00000014
Q - one = 3 - K i α 3 [ one + α fifteen ( one - α 3 ) ] . ( 12 )
Figure 00000014

Седовательно, выбором Кi можно реализовать заданную добротность ИУ фиг.4.Consequently, by choosing K i it is possible to realize a given quality factor of the DUT of FIG.

Представленные на фиг.6 и 7, а также фиг.9 и 10 результаты моделирования предлагаемых ИУ подтверждают указанные свойства заявляемых схем.Presented in Fig.6 and 7, as well as Fig.9 and 10, the simulation results of the proposed DUT confirm the indicated properties of the claimed schemes.

Таким образом, предлагаемые схемотехнические решения ИУ характеризуется более высокими значениями коэффициента усиления Ко на частоте квазирезонанса f0, а также повышенными величинами добротности Q, характеризующей его избирательные свойства.Thus, the proposed circuit solutions of the DUT are characterized by higher values of the gain Co at a frequency of quasi-resonance f 0 , as well as increased values of the quality factor Q, which characterizes its selective properties.

ЛитератураLiterature

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. 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 Advanced 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. Ежков Ю.С. Справочник по схемотехнике усилителей. - 2-е изд., перераб. - М., ИП РадиоСофт, 2002. - С.21, рис.1.10в.3. Ezhkov Yu.S. Handbook of amplifier circuitry. - 2nd ed., Revised. - M., IP RadioSoft, 2002. - P. 21, Fig. 1.10c.

4. Волгин Л.И. Синтез и схемотехника аналоговых электронных средств в элементном базисе усилителей и повторителей тока /Л.И.Волгин, А.И.Зарукин; под. общ.ред. Л.И.Волгина. - Ульяновск: УлГТУ, 2005. - С.33, рис.27.4. Volgin L.I. Synthesis and circuitry of analog electronic devices in the elemental basis of amplifiers and current repeaters / L.I. Volgin, A.I. Zarukin; under. general ed. L.I. Volgina. - Ulyanovsk: UlSTU, 2005. - P.33, Fig. 27.

5. Патент US 5.304.946 fig.22.5. Patent US 5,304,946 fig.22.

6. Патент US 7.113.043.6. Patent US 7.113.043.

7. Патент US7.598.810.7. Patent US7.598.810.

8. Патентная заявка US 2005/0146389 fig.3.8. Patent application US 2005/0146389 fig. 3.

9. Патентная заявка US 2008/0231369 fig.2.9. Patent application US 2008/0231369 fig.2.

10. Патент US 7.110.742 fig.5.10. Patent US 7.110.742 fig. 5.

11. Патент US 6.515.547 fig.4a.11. Patent US 6.515.547 fig.4a.

12. Патент US 7.633.344 fig.7.12. US patent 7.633.344 fig. 7.

13. Патент US 7.847.636 fig.4a.13. Patent US 7.847.636 fig.4a.

14. Патент US7.786.807.14. Patent US7.786.807.

15. Патентная заявка US 20070296501.15. Patent application US 20070296501.

16. Патентная заявка US 2008/001840316. Patent application US 2008/0018403

17. Патент US 351.86517. Patent US 351.865

18. Патент US 7.737.79018. Patent US 7.737.790

19. Патент US 4.151.483 fig.219. Patent US 4.151.483 fig.2

20. Патентная заявка JP 200301139620. Patent application JP 2003011396

Claims (2)

1. Избирательный усилитель, содержащий источник входного напряжения (1), связанный со входом преобразователя «напряжение-ток» (2), выходной транзистор (3), коллектор которого через первый (4) частотозадающий резистор связан с первой (5) шиной источника питания, источник вспомогательного напряжения (6), второй (7) частотозадающий резистор, первый (8) токостабилизирующий двухполюсник, первый (9) и второй (10) корректирующие конденсаторы, вторую (11) шину источника питания, отличающийся тем, что выход (12) преобразователя «напряжение-ток» (2) соединен с коллектором выходного транзистора (3) и через последовательно соединенные первый (9) и второй (10) корректирующие конденсаторы связан по переменному току с общей шиной источников питания (13), общий узел первого (9) и второго (10) корректирующих конденсаторов через второй (7) частотозадающий резистор соединен с выходом устройства (14) и подключен к эмиттеру выходного транзистора (3), эмиттер выходного транзистора (3) через первый (8) токостабилизирующий двухполюсник соединен со второй (11) шиной источника питания, база выходного транзистора (3) соединена с эмиттером дополнительного транзистора (15) и через второй (16) токостабилизирующий двухполюсник соединена с первой (5) шиной источника питания, коллектор дополнительного транзистора (15) связан с эмиттером выходного транзистора (3), а его база подключена к источнику вспомогательного напряжения (6).1. A selective amplifier containing an input voltage source (1) connected to the input of the voltage-current converter (2), an output transistor (3), whose collector is connected through the first (4) frequency-setting resistor to the first (5) bus of the power source , auxiliary voltage source (6), second (7) frequency-setting resistor, first (8) current-stabilizing two-terminal, first (9) and second (10) correction capacitors, second (11) power supply bus, characterized in that output (12) voltage-current transducer (2) is connected to the call the output transistor (3) and through the first (9) and second (10) correction capacitors connected in series through alternating current connected to a common bus power sources (13), the common node of the first (9) and second (10) correction capacitors through the second ( 7) the frequency-setting resistor is connected to the output of the device (14) and connected to the emitter of the output transistor (3), the emitter of the output transistor (3) through the first (8) current-stabilizing two-terminal device is connected to the second (11) bus of the power source, the base of the output transistor (3) connected to e by a mitter of an additional transistor (15) and through a second (16) current-stabilizing two-terminal device connected to the first (5) bus of the power source, the collector of the additional transistor (15) is connected to the emitter of the output transistor (3), and its base is connected to the auxiliary voltage source (6) . 2. Избирательный усилитель по п.1, отличающийся тем, что коллектор дополнительного транзистора (15) связан с эмиттером выходного транзистора (3) через дополнительный усилитель тока (20). 2. The selective amplifier according to claim 1, characterized in that the collector of the additional transistor (15) is connected to the emitter of the output transistor (3) through an additional current amplifier (20).
RU2012132336/08A 2012-07-27 2012-07-27 Selective amplifier RU2507675C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012132336/08A RU2507675C1 (en) 2012-07-27 2012-07-27 Selective amplifier

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012132336/08A RU2507675C1 (en) 2012-07-27 2012-07-27 Selective amplifier

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2507675C1 true RU2507675C1 (en) 2014-02-20

Family

ID=50113397

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012132336/08A RU2507675C1 (en) 2012-07-27 2012-07-27 Selective amplifier

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2507675C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2566960C1 (en) * 2014-10-10 2015-10-27 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Донской Государственный Технический Университет" (Дгту) Selective amplifier with high fade-out in subresonance frequency range

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5304946A (en) * 1990-10-19 1994-04-19 Hitachi, Ltd. Amplifier circuit having an operation point maintaining input and output voltages constant even if a gain thereof is varied
RU2210784C2 (en) * 2001-06-18 2003-08-20 Сибирский государственный индустриальный университет Frequency selector
US20050146389A1 (en) * 2004-01-06 2005-07-07 Joseph Gwinn Split cascode line amplifier for current-mode signal transmission
US7113043B1 (en) * 2004-06-16 2006-09-26 Marvell International Ltd. Active bias circuit for low-noise amplifiers
RU2346388C1 (en) * 2008-02-01 2009-02-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ГОУ ВПО "ЮРГУЭС") Differential amplifier
US20090115529A1 (en) * 2007-11-05 2009-05-07 National Taiwan University Power amplifier having input ends combined in series and output ends combined in series

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5304946A (en) * 1990-10-19 1994-04-19 Hitachi, Ltd. Amplifier circuit having an operation point maintaining input and output voltages constant even if a gain thereof is varied
RU2210784C2 (en) * 2001-06-18 2003-08-20 Сибирский государственный индустриальный университет Frequency selector
US20050146389A1 (en) * 2004-01-06 2005-07-07 Joseph Gwinn Split cascode line amplifier for current-mode signal transmission
US7113043B1 (en) * 2004-06-16 2006-09-26 Marvell International Ltd. Active bias circuit for low-noise amplifiers
US20090115529A1 (en) * 2007-11-05 2009-05-07 National Taiwan University Power amplifier having input ends combined in series and output ends combined in series
RU2346388C1 (en) * 2008-02-01 2009-02-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ГОУ ВПО "ЮРГУЭС") Differential amplifier

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2566960C1 (en) * 2014-10-10 2015-10-27 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Донской Государственный Технический Университет" (Дгту) Selective amplifier with high fade-out in subresonance frequency range

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2479112C1 (en) Selective amplifier
RU2507675C1 (en) Selective amplifier
RU2467470C1 (en) Selective amplifier
RU2488955C1 (en) Non-inverting current amplifier-based selective amplifier
RU2467469C1 (en) Selective amplifier
RU2469466C1 (en) Selective amplifier
RU2519558C2 (en) Selective amplifier
RU2488953C1 (en) Selective amplifier
RU2520418C2 (en) Controlled selective amplifier
RU2519006C2 (en) Selective microwave amplifier
RU2475943C1 (en) Selective amplifier
RU2480896C1 (en) Selective amplifier
RU2543298C2 (en) Controlled selective amplifier
RU2467471C1 (en) Selective amplifier
RU2507676C1 (en) Selective amplifier
RU2519035C1 (en) Controlled selective amplifier
RU2485673C1 (en) Selective amplifier
RU2566960C1 (en) Selective amplifier with high fade-out in subresonance frequency range
RU2519446C2 (en) Selective amplifier
RU2487466C1 (en) Selective amplifier with paraphase output
RU2480895C1 (en) Selective amplifier
RU2485675C1 (en) Selective amplifier
RU2468506C1 (en) Selective amplifier
RU2475939C1 (en) Selective amplifier
RU2465718C1 (en) Selective amplifier

Legal Events

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

Effective date: 20140728