RU2510569C1 - Двухтактный усилитель - Google Patents
Двухтактный усилитель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2510569C1 RU2510569C1 RU2012151385/08A RU2012151385A RU2510569C1 RU 2510569 C1 RU2510569 C1 RU 2510569C1 RU 2012151385/08 A RU2012151385/08 A RU 2012151385/08A RU 2012151385 A RU2012151385 A RU 2012151385A RU 2510569 C1 RU2510569 C1 RU 2510569C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- amplifier
- transistor
- transistors
- push
- npn
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к транзисторным усилителям электрических сигналов. Технический результат заключается в повышении верности воспроизведения входного сигнала. Двухтактный усилитель содержит комплементарные NPN и PNP транзисторы, эмиттеры которых объединены и образуют выход усилителя, двухполярный источник питания, трансформатор, один конец первичной обмотки которого образует сигнальный вход усилителя, а другой конец и средняя точка источника питания соединены с общей шиной усилителя, комплементарные полевые N и Р канальные транзисторы с обеднением, исток N-канального транзистора соединен с базой NPN транзистора, исток Р-канального транзистора соединен с базой PNP транзистора, сток N-канального транзистора и коллектор NPN транзистора соединены с выходом положительного напряжения двухполярного источника питания, сток Р-канального транзистора и коллектор PNP транзистора соединены с выходом отрицательного напряжения двухполярного источника питания, транзисторы выходного каскада усилителя установлены на общем радиаторе. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.
Description
Изобретение относится к области транзисторных усилителей электрических сигналов, в особенности к усилителям звуковой частоты с высокой верностью воспроизведения входного сигнала, и может быть использовано, например, для высококачественного воспроизведения звука.
Известны двухтактные усилители низкой частоты, содержащие транзисторный каскад предварительного усиления и выходной каскад на комплементарных транзисторах, в которых каскад предварительного усиления выполняет функцию усиления амплитуды сигнала до заданной, необходимой для обеспечения нужной выходной мощности на нагрузку с заданным сопротивлением (см. http://essonradio.narod.ru/amplifier.htm).
Недостатком этого технического решения являются нелинейные искажения, вносимые каскадом предварительного усиления, так как размах амплитуды сигнала на его коллекторе должен достигать почти полного напряжения питания каскада.
Наиболее близким к предложенному техническому решению является усилитель с трансформатором (см. ). В этом устройстве усиление по напряжению происходит в трансформаторе, а транзисторные каскады обеспечивают усиление по току, почти не меняя амплитуды сигнала.
Недостаток этого технического решения обусловлен использованием биполярных транзисторов, которые требуют напряжения смещения на базы для установки тока покоя, снимаемого с резистивного делителя напряжения, подключенного к блоку питания выходных транзисторов. Пульсации напряжения, возникающие при работе усилителя, попадают через этот делитель в цепь баз транзисторов каскада предварительного усиления и через них в сигнал, что ухудшает качество воспроизведения звука.
Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является создание двухтактного усилителя низкой частоты, обеспечивающего высокую верность воспроизведения входного сигнала, пригодного для высококачественного воспроизведения звука.
Для решения этой технической задачи предлагается двухтактный усилитель, содержащий комплементарные биполярные NPN и PNP транзисторы, эмиттеры которых объединены и образуют выход усилителя, двухполярный источник питания, трансформатор, один конец первичной обмотки которого образует сигнальный вход усилителя, а другой конец и средняя точка источника питания соединены с общей шиной усилителя, комплементарные полевые N- и Р-канальные транзисторы с обеднением, исток N-канального транзистора соединен с базой NPN транзистора, исток Р-канального транзистора соединен с базой PNP транзистора, сток N-канального транзистора и коллектор NPN транзистора соединены с выходом положительного напряжения двухполярного источника питания, сток Р-канального транзистора и коллектор PNP транзистора соединены с выходом отрицательного напряжения двухполярного источника питания, транзисторы выходного каскада усилителя установлены на общем радиаторе.
Затворы комплементарных полевых N- и Р-канальных транзисторов с обеднением могут быть объединены и подключены к одному концу вторичной обмотки трансформатора, другой конец которой подключен к общей шине усилителя, при этом между базами транзисторов NPN и PNP может быть включен конденсатор или резистор. Истоки полевых N- и Р-канальных транзисторов могут быть подключены к базам NPN и PNP транзисторов через резисторы. В предлагаемый двухтактный усилитель низкой частоты могут быть введены операционный усилитель, конденсаторы и резисторы, затвор одного полевого транзистора подключен к одному концу вторичной обмотки трансформатора и одному выводу одного конденсатора, другой вывод которого подключен к затвору другого полевого транзистора и через один резистор подключен к точке соединения второго конденсатора и второго резистора, вторые концы которых соединены соответственно с общей шиной усилителя и выходом операционного усилителя, который через третий конденсатор подключен к инвертирующему входу операционного усилителя, который через третий резистор подключен к объединенным эмиттерам комплементарных NPN и PNP транзисторов, или в двухтактный усилитель низкой частоты могут быть введены операционный усилитель, конденсаторы и резисторы, трансформатор выполнен с двумя вторичными обмотками, одноименные концы которых подключены к затворам комплементарных полевых N- и Р-канальных транзисторов с обеднением, другие концы вторичных обмоток которого соединены соответственно с общей шиной двухтактного усилителя низкой частоты и точкой соединения одного резистора с одним конденсатором, другой вывод одного конденсатора соединен с общей шиной двухтактного усилителя низкой частоты, другой вывод одного резистора подключен к выходу операционного усилителя, который через второй конденсатор подключен к инвертирующему входу операционного усилителя, который подключен к объединенным эмиттерам комплементарных NPN и PNP транзисторов.
Других известных технических решений аналогичного назначения с подобной совокупностью существенных признаков при проведении поиска по научно-технической литературе и патентной документации заявителем не обнаружено. Совокупность существенных признаков заявляемого двухтактного усилителя не следует явным образом из изученного уровня техники, имеет существенные отличия от рассмотренных аналогов. Поэтому заявитель считает, что заявляемый двухтактный усилитель соответствует критерию «новизна» и имеет изобретательский уровень. Двухтактный усилитель может быть изготовлен на известном оборудовании с использованием современной элементной базы и использован в различных устройствах для высококачественного воспроизведения звука. Поэтому он соответствует критерию «промышленная применимость».
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, на которых представлены примеры выполнения принципиальной схемы предлагаемого двухтактного усилителя низкой частоты.
Основные технические особенности и преимущества предлагаемого технического решения описаны в представленных предпочтительных вариантах осуществления. Объем защиты изобретения не ограничивается описанным примером, а включает различные варианты исполнения в соответствии с концепцией.
На фиг.1 показана схема двухтактного усилителя низкой частоты, на фиг.2-6 - предлагаемая схема двухтактного усилителя низкой частоты с элементами, позволяющими дополнительно повысить качество звучания, надежность, стабильность работы и упростить наладку двухтактного усилителя низкой частоты при серийном выпуске.
На фигурах обозначены: соответственно комплементарные полевые канальные транзисторы Т1, Т2, комплементарные биполярные транзисторы Т3, Т4, комплементарные полевые канальные транзисторы Т5, Т6. Транзисторы Т1, Т2, Т3, Т4 установлены на общем радиаторе (не показан), конденсаторы С1-С3, резисторы R1-R3, трансформаторы Tr1, Tr2, операционный усилитель ОР1. Вход двухтактного усилителя обозначен U in, выход U out, полюса источника питания +U, -U, общая шина - знаком ⊥ заземления. Устройство работает следующим образом:
Входной сигнал (фиг.1) поступает на первичную обмотку трансформатора Tr1, соотношение обмоток которого обеспечивает усиление по напряжению входного сигнала, который прикладывается к затворам комплементарных полевых канальных транзисторов Т1 и Т2, образующих с комплементарными биполярными транзисторами Т3 и Т4 комплементарный истоково-эмиттерный повторитель. Установка полевых транзисторов Т1 и Т2 на один радиатор с биполярными транзисторами Т3 и ТА, имеющими отрицательный температурный коэффициент, обеспечивает термокомпенсацию, что позволяет исключить термостабилизирующие обратные связи и повысить качество звучания усилителя.
Включение резистора R1 (фиг.2) между базами транзисторов Т3 и Т4 обеспечивает регулировку тока покоя выходных транзисторов Т3 и Т4 для компенсации разброса их параметров, подбором соотношений резисторов R2, R3 и R4 (фиг.3) можно не только регулировать ток покоя транзисторов Т3 и Т4, но и выставлять при этом нулевое напряжение на выходе двухтактного усилителя низкой частоты при нулевом сигнале на его входе.
Включение конденсатора С1 (фиг.4) между базами транзисторов Т3 и Т4 поддерживает стабильную разницу напряжения между базами транзисторов Т3 и Т4, что обеспечивает улучшение микродинамики воспроизводимого звука.
Операционный усилитель ОР1 с конденсаторами С2, С3 и С4, резисторами R4-R6 (фиг.5) образует отрицательную обратную связь с выхода двухтактного усилителя низкой частоты на затвор полевого транзистора Т2, что обеспечивает автоматическую стабилизацию режима работы устройства при изменении параметров транзисторов. Отличие схемы, представленной на фиг.6, от схемы на фиг.5 состоит в подаче сигнала обратной связи с выхода операционного усилителя ОР1 через дополнительную вторичную обмотку трансформатора Tr2. Полевые транзисторы Т5, Т6 на входе предлагаемого усилителя обеспечивают увеличение его входного сопротивления.
Заявителем изготовлен и испытан предлагаемый двухтактный усилитель во всех модификациях, представленных на фигурах 1-6. Испытания двухтактного усилителя показали, что прибавка тока покоя от температуры составляет не более 20-25% от начального тока покоя. Отсутствие в предлагаемом двухтактном усилителе переходных конденсаторов делает звук усилителя практически неокрашенным, точно воспроизводящим входной сигнал.
Claims (7)
1. Двухтактный усилитель низкой частоты, содержащий комплементарные NPN и PNP транзисторы, эмиттеры которых объединены и образуют выход усилителя, двухполярный источник питания, трансформатор, один конец первичной обмотки которого образует сигнальный вход усилителя, а другой конец и средняя точка источника питания соединены с общей шиной усилителя, отличающийся тем, что в него введены комплементарные полевые N- и Р-канальные транзисторы с обеднением, исток N-канального транзистора соединен с базой NPN транзистора, исток Р-канального транзистора соединен с базой PNP транзистора, сток N-канального транзистора и коллектор NPN транзистора соединены с выходом положительного напряжения двухполярного источника питания, сток Р-канального транзистора и коллектор PNP транзистора соединены с выходом отрицательного напряжения двухполярного источника питания, транзисторы выходного каскада усилителя установлены на общем радиаторе.
2. Двухтактный усилитель низкой частоты по п.1, отличающийся тем, что затворы комплементарных полевых N и Р канальных транзисторов с обеднением объединены и подключены к одному концу вторичной обмотки трансформатора, другой конец которой подключен к общей шине усилителя.
3. Двухтактный усилитель низкой частоты по пп.1 и 2, отличающийся тем, что между базами транзисторов NPN и PNP включен резистор.
4. Двухтактный усилитель низкой частоты по пп.1, 2 и 3, отличающийся тем, что истоки полевых N- и Р-канальных транзисторов подключены к базам NPN и PNP транзисторов через дополнительные резисторы.
5. Двухтактный усилитель низкой частоты по пп.1 и 2, отличающийся тем, что между базами транзисторов NPN и PNP включен конденсатор.
6. Двухтактный усилитель низкой частоты по п.1, отличающийся тем, что в него введены операционный усилитель, конденсаторы и резисторы, затвор одного полевого транзистора подключен к одному концу вторичной обмотки трансформатора и одному выводу одного конденсатора, другой вывод которого подключен к затвору другого полевого транзистора и через один резистор подключен к точке соединения второго конденсатора и второго резистора, вторые концы которых соединены соответственно с общей шиной усилителя и выходом операционного усилителя, который через третий конденсатор подключен к инвертирующему входу операционного усилителя, который через третий резистор подключен к объединенным эмиттерам комплементарных NPN и PNP транзисторов.
7. Двухтактный усилитель низкой частоты по п.1, отличающийся тем, что в него введены операционный усилитель, конденсаторы и резисторы, трансформатор выполнен с двумя вторичными обмотками, одноименные концы которых подключены к затворам комплементарных полевых N- и Р-канальных транзисторов с обеднением, другие концы вторичных обмоток которого соединены соответственно с общей шиной двухтактного усилителя низкой частоты и точкой соединения одного резистора с одним конденсатором, другой вывод одного конденсатора соединен с общей шиной двухтактного усилителя низкой частоты, другой вывод одного резистора подключен к выходу операционного усилителя, который через второй конденсатор подключен к инвертирующему входу операционного усилителя, который подключен к объединенным эмиттерам комплементарных NPN и PNP транзисторов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012151385/08A RU2510569C1 (ru) | 2012-11-30 | 2012-11-30 | Двухтактный усилитель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012151385/08A RU2510569C1 (ru) | 2012-11-30 | 2012-11-30 | Двухтактный усилитель |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2510569C1 true RU2510569C1 (ru) | 2014-03-27 |
Family
ID=50343122
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012151385/08A RU2510569C1 (ru) | 2012-11-30 | 2012-11-30 | Двухтактный усилитель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2510569C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2713871C1 (ru) * | 2018-11-30 | 2020-02-07 | Акционерное общество "Проектно-конструкторское бюро "РИО" | Усилитель низкой частоты |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU746864A1 (ru) * | 1973-06-08 | 1980-07-07 | Предприятие П/Я А-1001 | Усилитель мощности |
US7288989B2 (en) * | 2004-01-12 | 2007-10-30 | Infineon Technologies Ag | Low-noise amplifier with a transformer |
RU2316891C1 (ru) * | 2006-04-10 | 2008-02-10 | Сергей Всеволодович Шпак | Двухтактный усилитель |
RU110571U1 (ru) * | 2011-07-28 | 2011-11-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Усилитель класса "d" |
-
2012
- 2012-11-30 RU RU2012151385/08A patent/RU2510569C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU746864A1 (ru) * | 1973-06-08 | 1980-07-07 | Предприятие П/Я А-1001 | Усилитель мощности |
US7288989B2 (en) * | 2004-01-12 | 2007-10-30 | Infineon Technologies Ag | Low-noise amplifier with a transformer |
RU2316891C1 (ru) * | 2006-04-10 | 2008-02-10 | Сергей Всеволодович Шпак | Двухтактный усилитель |
RU110571U1 (ru) * | 2011-07-28 | 2011-11-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Усилитель класса "d" |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2713871C1 (ru) * | 2018-11-30 | 2020-02-07 | Акционерное общество "Проектно-конструкторское бюро "РИО" | Усилитель низкой частоты |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109068241B (zh) | 一种数字音频功放系统 | |
KR101871811B1 (ko) | 잡음 필터를 사용한 mems 마이크로폰 | |
US7737790B1 (en) | Cascode amplifier and method for controlling current of cascode amplifier | |
US10579084B2 (en) | Voltage regulator apparatus offering low dropout and high power supply rejection | |
CN107104648B (zh) | 一种放大电路 | |
US6268770B1 (en) | Wide bandwidth, current sharing, MOSFET audio power amplifier with multiple feedback loops | |
US8339198B2 (en) | Negative capacitance synthesis for use with differential circuits | |
KR101689897B1 (ko) | 볼티지 레귤레이터 | |
CN109004936B (zh) | 一种数字模拟转换器及数字功放子系统 | |
US5815040A (en) | Wide bandwidth, current sharing, MOSFET audio power amplifier with multiple feedback loops | |
US6646508B1 (en) | Wide bandwidth, current sharing, MOSFET audio power amplifier with multiple feedback loops | |
US20060285703A1 (en) | Condenser microphone | |
US20180234062A1 (en) | Triangular-wave voltage generator and corresponding class-d amplifier circuit | |
US7948294B2 (en) | Mixer with high linearity | |
KR100733288B1 (ko) | 마이크로폰 증폭기 | |
CN109120269B (zh) | 一种数字模拟转换器 | |
US10103691B2 (en) | Power amplifier system and associated bias circuit | |
CN206977389U (zh) | 射频放大器和电子电路 | |
JP2009246529A (ja) | 差動単相変換回路 | |
RU2510569C1 (ru) | Двухтактный усилитель | |
CN108718198B (zh) | 一种数字模拟转换器 | |
CN109068242B (zh) | 一种数字音频功放系统 | |
US5235288A (en) | Amplifier stage for low-resistance ac voltage sources | |
JP2013149031A (ja) | ボルテージレギュレータ | |
US10700647B2 (en) | Source follower |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161201 |