RU2519035C1 - Controlled selective amplifier - Google Patents

Controlled selective amplifier Download PDF

Info

Publication number
RU2519035C1
RU2519035C1 RU2013104213/08A RU2013104213A RU2519035C1 RU 2519035 C1 RU2519035 C1 RU 2519035C1 RU 2013104213/08 A RU2013104213/08 A RU 2013104213/08A RU 2013104213 A RU2013104213 A RU 2013104213A RU 2519035 C1 RU2519035 C1 RU 2519035C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
current
transistor
current mirror
Prior art date
Application number
RU2013104213/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Николаевич Прокопенко
Сергей Георгиевич Крутчинский
Григорий Альбертович Свизев
Виктор Альбертович Свизев
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 RU2013104213/08A priority Critical patent/RU2519035C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2519035C1 publication Critical patent/RU2519035C1/en

Links

Images

Classifications

    • Y02B60/50

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: controlled selective amplifier comprises an input signal source, two input transistors, two current-stabilising two-terminal elements, a power supply, a current mirror, two balancing capacitors, a resistor and a buffer amplifier. The input transistors used are field-effect transistors, whose sources correspond to the emitter, the drain to the collector and the gate to the base of a bipolar transistor.
EFFECT: lower overall power consumption owing to higher attenuation of the input signal in the low frequency range with high stability of the Q factor of the amplitude-frequency characteristic of the selective amplifier and voltage gain at quasi-resonance frequency f0.
8 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области радиотехники и связи и может использоваться в устройствах фильтрации радиосигналов, телевидении, радиолокации и т.п.The present 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 двух-трех транзисторах, обеспечивающих выделение узкого спектра сигналов с достаточно высокой добротностью (Q) резонансной характеристики (Q=2÷40) 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 two or three transistors, providing a narrow spectrum of signals with a sufficiently high quality factor (Q) of the resonance characteristic (Q = 2 ÷ 40) with low power consumption.

Известны схемы ИУ интегрированных в архитектуру RC-фильтров на основе биполярных транзисторов, которые обеспечивают формирование амплитудно-частотной характеристики коэффициента усиления по напряжению в заданном диапазоне частот Δf=fв-fн [3-10]. Причем их верхняя fв и нижняя fн граничные частоты формируются специальными корректирующими конденсаторами.Known schemes are DUTs integrated into the architecture of RC filters 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 [3-10]. Moreover, their upper f in and lower f n boundary frequencies are formed by special corrective capacitors.

Ближайшим прототипом заявляемого устройства является избирательный усилитель, представленный в патенте US 4843343, фиг.1. Он содержит источник входного сигнала 1, соединенный с базой первого 2 входного транзистора, второй 3 входной транзистор, база которого связана с выходом 4 устройства, а эмиттер соединен с эмиттером первого 2 входного транзистора и через первый 5 токостабилизирующий двухполюсник связан с первой 6 шиной источника питания, токовое зеркало 7, согласованное со второй 8 шиной источника питания, выход которого 9 через второй 10 токостабилизирующий двухполюсник соединен с первой 6 шиной источника питания, первый 11 корректирующий конденсатор, включенный по переменному току между выходом 9 токового зеркала 7 и общей шиной источников питания 12, второй 13 корректирующий конденсатор.The closest prototype of the claimed device is a selective amplifier, presented in patent US 4843343, figure 1. It contains an input signal source 1 connected to the base of the first 2 input transistor, the second 3 input transistor, the base of which is connected to the output 4 of the device, and the emitter is connected to the emitter of the first 2 input transistor and through the first 5 current-stabilizing two-terminal device is connected to the first 6 bus of the power source , current mirror 7, coordinated with the second 8 bus power supply, the output of which 9 through the second 10 current-stabilizing two-terminal connected to the first 6 bus power source, the first 11 correction capacitor is included first AC coupling between the output of the current mirror 7, 9 and power supply common bus 12, a second adjustment capacitor 13.

Существенные недостатки ИУ-прототипа фиг.1 состоят в следующем:Significant disadvantages of the Yiwu prototype of figure 1 are as follows:

- для обеспечения большого затухания выходного сигнала в диапазоне низких частот (<<f0) в структуре ИУ фиг.1 необходимо использовать подключение источника сигнала 1 к базе первого 2 входного транзистора через специальный разделительный конденсатор, емкость которого должна быть значительно больше емкостей частотно-задающей цепи (первый 11 и второй 13 корректирующие конденсаторы). Кроме этого в данном случае необходим дополнительный режимозадающий резистор в цепи базы входного транзистора 2;- to ensure large attenuation of the output signal in the low frequency range (<< f 0 ) in the structure of the DUT of Fig. 1, it is necessary to use the connection of the signal source 1 to the base of the first 2 input transistor through a special isolation capacitor, the capacitance of which should be significantly larger than the capacities of the frequency setting circuit (first 11 and second 13 correction capacitors). In addition, in this case, an additional mode-setting resistor is required in the base circuit of the input transistor 2;

- для каскадирования (последовательного соединения) таких схем ИУ в полосовые фильтры необходимо использовать дополнительные буферные усилители;- for cascading (serial connection) of such DUT schemes into bandpass filters, it is necessary to use additional buffer amplifiers;

- в его структуре проблематично получение высоких добротностей. При реализации больших добротностей (Q=3…10) необходимо использовать большое значение сопротивления токостабилизирующего двухполюсника 10, что увеличивает пропорционально влияние на работу схемы паразитной емкости коллекторного перехода транзистора 3 и выходной емкости токового зеркала. В конечном итоге это ограничивает диапазон рабочих частот ИУ-прототипа.- in its structure, obtaining high quality factors is problematic. When implementing high Q factors (Q = 3 ... 10), it is necessary to use a large value of the resistance of the current-stabilizing two-terminal 10, which increases the proportional effect on the operation of the parasitic capacitance of the collector junction of transistor 3 and the output capacitance of the current mirror. Ultimately, this limits the operating frequency range of the DUT prototype.

Основная задача предлагаемого изобретения состоит в увеличении затухания выходного сигнала в диапазоне низких частот при повышенной и достаточно стабильной добротности Q амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) ИУ и большом коэффициенте усиления по напряжению (K0) на частоте квазирезонанса f0.The main objective of the invention is to increase the attenuation of the output signal in the low frequency range with an increased and sufficiently stable quality factor Q of the amplitude-frequency characteristic (AFC) of the DUT and a large voltage gain (K 0 ) at the quasi-resonance frequency f 0 .

Поставленная задача решается тем, что в избирательном усилителе фиг.1, содержащем источник входного сигнала 1, соединенный с базой первого 2 входного транзистора, второй 3 входной транзистор, база которого связана с выходом 4 устройства, а эмиттер соединен с эмиттером первого 2 входного транзистора и через первый 5 токостабилизирующий двухполюсник связан с первой 6 шиной источника питания, токовое зеркало 7, согласованное со второй 8 шиной источника питания, выход которого 9 через второй 10 токостабилизирующий двухполюсник соединен с первой 6 шиной источника питания, первый 11 корректирующий конденсатор, включенный по переменному току между выходом 9 токового зеркала 7 и общей шиной источников питания 12, второй 13 корректирующий конденсатор, предусмотрены новые элементы и связи - в качестве первого 2 и второго 3 входных транзисторов используются полевые транзисторы, исток которых соответствует эмиттеру, сток - коллектору, а затвор - базе биполярного транзистора, причем сток второго 3 входного транзистора соединен со входом 14 токового зеркала 7, выход 9 токового зеркала 7 связан со входом дополнительного буферного усилителя 15, выход которого соединен с выходом устройства 4 через второй 13 корректирующий конденсатор, сток первого 2 входного транзистора связан со второй 8 шиной источника питания, а выход устройства 4 зашунтирован по переменному току дополнительным резистором 16.The problem is solved in that in the selective amplifier of figure 1, containing an input signal source 1 connected to the base of the first 2 input transistor, the second 3 input transistor, the base of which is connected to the output 4 of the device, and the emitter is connected to the emitter of the first 2 input transistor and through the first 5, the current-stabilizing two-terminal is connected to the first 6 bus of the power supply, a current mirror 7, coordinated with the second 8 bus of the power supply, the output of which 9 through the second 10 current-stabilizing two-terminal is connected to the first 6 another power source, the first 11 correction capacitor connected by alternating current between the output 9 of the current mirror 7 and the common bus of the power supplies 12, the second 13 correction capacitor, new elements and connections are provided - field-effect transistors are used as the first 2 and second 3 input transistors, the source of which corresponds to the emitter, the drain to the collector, and the gate to the base of the bipolar transistor, and the drain of the second 3 input transistor is connected to the input 14 of the current mirror 7, the output 9 of the current mirror 7 is connected to the input the house of the additional buffer amplifier 15, the output of which is connected to the output of the device 4 through the second 13 correction capacitor, the drain of the first 2 input transistor is connected to the second 8 bus of the power supply, and the output of the device 4 is shunted by alternating current with an additional resistor 16.

Схема усилителя-прототипа показана на фиг.1. На фиг.2 представлена схема заявляемого ИУ в соответствии с формулой изобретения.The amplifier circuit of the prototype is shown in figure 1. Figure 2 presents a diagram of the claimed IU in accordance with the claims.

На фиг.3 представлена схема ИУ фиг.2 с конкретным выполнением токового зеркала 7 и буферного усилителя 15.Figure 3 presents a diagram of the DUT of figure 2 with a specific implementation of the current mirror 7 and the buffer amplifier 15.

На фиг.4 показана схема ИУ фиг.3 в среде компьютерного моделирования Cadence на моделях SiGe интегральных транзисторов.Figure 4 shows a diagram of the DUT of figure 3 in a Cadence computer simulation environment on SiGe integrated transistor models.

На фиг.5 приведена логарифмическая амплитудно-частотная характеристика ИУ фиг.4 в диапазоне частот 0,2-5 ГГц при разных значениях тока I0 токостабилизирующего двухполюсника 5.Figure 5 shows the logarithmic amplitude-frequency characteristic of the DUT of figure 4 in the frequency range 0.2-5 GHz at different values of the current I 0 of the current-stabilizing two-terminal network 5.

На фиг.6 приведена логарифмическая фазочастотная характеристика ИУ фиг.4 в диапазоне частот 0,2-5 ГГц при разных значениях тока 10 двухполюсника 5.Figure 6 shows the logarithmic phase-frequency characteristic of the DUT of figure 4 in the frequency range 0.2-5 GHz at different current values of 1 0 two-terminal 5.

На фиг.7 и 8 показаны амплитудно-частотная (фиг.7) и фазочастотная (фиг.8) характеристики ИУ фиг.4 в диапазоне частот 0,5-2 ГГц при разных величинах тока двухполюсника 20 (I20=Iк).Figures 7 and 8 show the amplitude-frequency (Fig. 7) and phase-frequency (Fig. 8) characteristics of the DUT of Fig. 4 in the frequency range 0.5-2 GHz at different current values of the two-terminal network 20 (I 20 = I k ).

Управляемый избирательный усилитель содержит источник входного сигнала 1, соединенный с базой первого 2 входного транзистора, второй 3 входной транзистор, база которого связана с выходом 4 устройства, а эмиттер соединен с эмиттером первого 2 входного транзистора и через первый 5 токостабилизирующий двухполюсник связан с первой 6 шиной источника питания, токовое зеркало 7, согласованное со второй 8 шиной источника питания, выход которого 9 через второй 10 токостабилизирующий двухполюсник соединен с первой 6 шиной источника питания, первый 11 корректирующий конденсатор, включенный по переменному току между выходом 9 токового зеркала 7 и общей шиной источников питания 12, второй 13 корректирующий конденсатор. В качестве первого 2 и второго 3 входных транзисторов используются полевые транзисторы, исток которых соответствует эмиттеру, сток - коллектору, а затвор - базе биполярного транзистора, причем сток второго 3 входного транзистора соединен со входом 14 токового зеркала 7, выход 9 токового зеркала 7 связан со входом дополнительного буферного усилителя 15, выход которого соединен с выходом устройства 4 через второй 13 корректирующий конденсатор, сток первого 2 входного транзистора связан со второй 8 шиной источника питания, а выход устройства 4 зашунтирован по переменному току дополнительным резистором 16.The controlled selective amplifier contains an input signal source 1 connected to the base of the first 2 input transistor, a second 3 input transistor, the base of which is connected to the output 4 of the device, and the emitter is connected to the emitter of the first 2 input transistor and connected through the first 5 current-stabilizing two-terminal to the first 6 bus power supply, current mirror 7, coordinated with the second 8 bus power supply, the output of which 9 through the second 10 current-stabilizing two-terminal connected to the first 6 bus power supply, the first 11 a correction capacitor connected by alternating current between the output 9 of the current mirror 7 and the common bus of the power supplies 12, the second 13 is a correction capacitor. As the first 2 and second 3 input transistors, field effect transistors are used, the source of which corresponds to the emitter, the drain to the collector, and the gate to the base of the bipolar transistor, and the drain of the second 3 input transistor is connected to the input 14 of the current mirror 7, the output 9 of the current mirror 7 is connected to the input of the additional buffer amplifier 15, the output of which is connected to the output of the device 4 through the second 13 correction capacitor, the drain of the first 2 input transistor is connected to the second 8 bus of the power source, and the output of the device 4 shun It is ac coupled with an additional resistor 16.

На фиг.3 токовое зеркало 7 реализовано на транзисторах 17 и 18, а дополнительный буферный усилитель 15 содержит транзистор 19 и источник тока 20. В цепь стока транзистора 2 включен транзистор 21, что повышает симметрию схемы.In figure 3, the current mirror 7 is implemented on transistors 17 and 18, and the additional buffer amplifier 15 contains a transistor 19 and a current source 20. A transistor 21 is included in the drain circuit of transistor 2, which increases the symmetry of the circuit.

Рассмотрим работу предлагаемого ИУ на примере анализа частного варианта его построения (фиг.3).Consider the work of the proposed IU on the example of the analysis of a particular version of its construction (figure 3).

Источник входного сигнала uвх (1) изменяет токи истоков (стоков) МОП транзисторов 2 и 3. Ток стока транзистора 3 изменяет ток базы и эмиттера транзистора 17. Аналогичное изменение коллекторного тока транзистора 17 в силу характера его коллекторной нагрузки приводит к усилению сигналов нижних частот и ослаблению сигналов верхних частот в цепи базы транзистора 19. Преобразование падения напряжения на двухполюснике 10 и конденсаторе 11 в напряжение эмиттерной цепи транзистора 19 обеспечивает (в силу дифференцирующих свойств цепи, образованной последовательным соединением конденсатора 13 и резистора 16) зависимость выходного напряжения ИУ (узел 4), соответствующую характеристике избирательного усилителя. Таким образом, регенеративные свойства контура обратной связи ИУ фиг.3 формируют его максимальную глубину только на одной частоте, совпадающей с частотой квазирезонанса избирательного усилителя (f0). Указанное свойство ИУ обеспечивает увеличение реализуемой добротности (Q) и коэффициента усиления (К0) без изменения f0.Source input signal Rin u (1) changes the current sources (drains) of MOS transistors 2 and 3. The drain current of transistor 3 changes the base current and emitter of transistor 17. A similar change in the collector current of transistor 17 because of the nature of its collector load leads to increased low frequency signals and attenuation of high-frequency signals in the base circuit of transistor 19. Converting the voltage drop across the two-terminal 10 and capacitor 11 to the voltage of the emitter circuit of transistor 19 provides (due to the differentiating properties of the circuit formed by the by connecting the capacitor 13 and the resistor 16) the dependence of the output voltage of the DUT (node 4), corresponding to the characteristic of the selective amplifier. Thus, the regenerative properties of the feedback loop of the DUT of Fig. 3 form its maximum depth at only one frequency, which coincides with the frequency of the quasi-resonance of the selective amplifier (f 0 ). The specified property of the DUT provides an increase in the realized quality factor (Q) and gain (K 0 ) without changing f 0 .

Комплексный коэффициент передачи ИУ как отношение выходного напряжения uвых=uвых.4 (выход устройства 4) к входному напряжению uвх усилителя фиг.2 определяется формулой, которую можно получить с помощью методов анализа электронных схемIntegrated transmission ratio DUT as the ratio of output voltage u = u vyh.4 O (output apparatus 4) to the input voltage u Rin of the amplifier 2 is determined by a formula which can be obtained by electronic circuits assays

K ( j f ) 12 = u в ы х .4 u в х = K 0 j f f 0 Q f 0 2 f 2 + j f f 0 Q , ( 1 )

Figure 00000001
K ( j f ) 12 = u at s x .four u at x = K 0 j f f 0 Q f 0 2 - f 2 + j f f 0 Q , ( one )
Figure 00000001

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

f0 - частота квазирезонанса ИУ;f 0 is the frequency of the quasi-resonance of the DUT;

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

К0 - коэффициент усиления ИУ по напряжению на частоте квазирезонанса f0. ПричемTo 0 is the gain of the DUT by voltage at the frequency of quasi-resonance f 0 . Moreover

f 0 = 1 2 π C 13 C 11 R 10 ( R в ы х 15 + R 16 ) , ( 2 )

Figure 00000002
f 0 = one 2 π C 13 C eleven R 10 ( R at s x fifteen + R 16 ) , ( 2 )
Figure 00000002

Q 1 = d p = C 11 R 10 C 13 ( R 16 + R в ы х 15 ) + C 13 ( R 16 + R в ы х 15 ) C 11 R 10 ( 1 S R 16 R 10 R 16 + R в ы х 15 ) , ( 3 )

Figure 00000003
Q - one = d p = C eleven R 10 C 13 ( R 16 + R at s x fifteen ) + C 13 ( R 16 + R at s x fifteen ) C eleven R 10 ( one - S R 16 R 10 R 16 + R at s x fifteen ) , ( 3 )
Figure 00000003

K 0 = Q S R 16 R 10 C 13 C 11 1 1 + R в ы х 15 R 16 , ( 4 )

Figure 00000004
K 0 = Q S R 16 R 10 C 13 C eleven one one + R at s x fifteen R 16 , ( four )
Figure 00000004

где Rвых15, S - выходное сопротивление буферного усилителя 15 и крутизна токового зеркала 7.where R o15 , S is the output impedance of the buffer amplifier 15 and the slope of the current mirror 7.

Особенность структуры ИУ фиг.2 позволяет выбрать оптимальные значения параметров элементов схемыThe structure feature of the DUT of FIG. 2 allows you to select the optimal values of the parameters of the circuit elements

m = C 11 R 10 C 13 ( R 16 + R в ы х 15 ) , ( 5 )

Figure 00000005
m = C eleven R 10 C 13 ( R 16 + R at s x fifteen ) , ( 5 )
Figure 00000005

R16=kRвых15,R 16 = kR out15 ,

m o p t = 1 2 d p ; k o p t = 1 4 d p 2 . ( 6 )

Figure 00000006
m o p t = one 2 d p ; k o p t = one four d p 2 . ( 6 )
Figure 00000006

Тогда для схемы фиг.3Then for the circuit of FIG. 3

R 2 2 h 11.17 α 17 1 + k k , ( 7 )

Figure 00000007
R 2 2 h 11.17 α 17 one + k k , ( 7 )
Figure 00000007

Поэтому, выбор m=mopt осуществляется через отношение емкостей конденсаторов C13 и C11 Therefore, the choice of m = m opt is carried out through the ratio of capacitances of capacitors C 13 and C 11

C 11 C 13 = n , ( 8 )

Figure 00000008
C eleven C 13 = n , ( 8 )
Figure 00000008

при C 10 C 16 = l

Figure 00000009
можно найтиat C 10 C 16 = l
Figure 00000009
can find

n = 1 l ( 1 + 1 k ) d p 2 4 . ( 9 )

Figure 00000010
n = one l ( one + one k ) d p 2 four . ( 9 )
Figure 00000010

Например, при выборе k≈3, получим l≈3/k и n = d p 2 3

Figure 00000011
легко реализуемые параметрические условия.For example, when choosing k≈3, we get l≈3 / k and n = d p 2 3
Figure 00000011
easily implemented parametric conditions.

Совокупность структурных и параметрических особенностей схемы заявляемого устройства позволяет осуществить настройку его частоты квазирезонанса f0. Так, для управления частотой квазирезонанса f0 через изменение выходного сопротивления буферного усилителя 15 необходимо обеспечить зависимость Rвых15Т/Iк (фиг.3). Учитывая, что R16=kRвых15, реализация ограничений (6) приводит к следующему дополнительному параметрическому условию:The combination of structural and parametric features of the circuit of the claimed device allows you to configure its frequency quasi-resonance f 0 . So, to control the frequency of quasi-resonance f 0 through a change in the output resistance of the buffer amplifier 15, it is necessary to ensure the dependence of R o15 = φ T / I k (Fig. 3). Given that R 16 = kR out15 , the implementation of constraints (6) leads to the following additional parametric condition:

R 2 = 2 h 11.17 1 + k α 17 k ( 1 1 4 d p 2 ) = 1 2 h 11.17 ( 4 d p 2 ) 1 + k α 17 k 2 h 11.17 α 17 1 + k k , ( 10 )

Figure 00000012
R 2 = 2 h 11.17 one + k α 17 k ( one - one four d p 2 ) = one 2 h 11.17 ( four - d p 2 ) one + k α 17 k 2 h 11.17 α 17 one + k k , ( 10 )
Figure 00000012

где α17, h11.17 - малосигнальные параметры транзистора 17.where α 17 , h 11.17 - low-signal parameters of the transistor 17.

Например, для изменения f0 на ±10% целесообразно иметьFor example, to change f 0 by ± 10% it is advisable to have

k 3, R 2 8 3 h 11.17 3 h 11.17 . ( 11 )

Figure 00000013
k 3 R 2 8 3 h 11.17 3 h 11.17 . ( eleven )
Figure 00000013

Тогда параметры dp и m o p t = 1 2 d p

Figure 00000014
(при R 10 R 16 = 1
Figure 00000015
) задаются «перекосом» емкостей Сп13=n при сохранении соотношенийThen the parameters d p and m o p t = one 2 d p
Figure 00000014
(at R 10 R 16 = one
Figure 00000015
) are set by the “skew” of the capacitance C p / C 13 = n while maintaining the ratios

n R 10 R 16 + R в ы х 15 = n l 1 1 + 1 / k = n l k 1 + k = 1 4 d p 2 , ( 12 )

Figure 00000016
n R 10 R 16 + R at s x fifteen = n l one one + one / k = n l k one + k = one four d p 2 , ( 12 )
Figure 00000016

n = 1 l ( 1 + 1 k ) d p 2 4

Figure 00000017
. n = one l ( one + one k ) d p 2 four
Figure 00000017
.

Для случая, когда k 3

Figure 00000018
и l 3 h 11.17 k R в ы х 15 3 k
Figure 00000019
For the case when k 3
Figure 00000018
and l 3 h 11.17 k R at s x fifteen 3 k
Figure 00000019

получаем, чтоwe get that

n = 1 3 ( k + 1 ) d p 2 4 4 3 d p 2 4 = d p 2 3 . ( 13 )

Figure 00000020
n = one 3 ( k + one ) d p 2 four four 3 d p 2 four = d p 2 3 . ( 13 )
Figure 00000020

Настройка схемы на требуемое значение добротности Q осуществляется в соответствии с соотношением (3) изменением крутизны S через источник стабильного тока I5. Для схемы фиг.3 параметр S=α17/h11.17≈φТ/I0 и, как видно из соотношения (2), режимная зависимость крутизны S не изменяет значения f0.The circuit is tuned to the required quality factor Q in accordance with relation (3) by changing the slope S through a constant current source I 5 . For the circuit of Fig. 3, the parameter S = α 17 / h 11.17 ≈φ T / I 0 and, as can be seen from relation (2), the mode dependence of the slope S does not change the value of f 0 .

Таким образом, предлагаемое схемотехническое решение обеспечивает неитерационную процедуру настройки ИУ при сохранении высокого асимптотического затухания в области нижних частот (f<<f0) и нулевых режимных (постоянных) входных и выходных напряжениях схемы. Дополнительно отметим, что выбор (реализация) указанных выше параметров не требует значительного напряжения источника питания.Thus, the proposed circuitry solution provides a non-iterative procedure for tuning the DUT while maintaining high asymptotic attenuation in the low-frequency region (f << f 0 ) and zero operating (constant) input and output voltages of the circuit. Additionally, we note that the selection (implementation) of the above parameters does not require significant voltage of the power source.

Представленные на фиг.5-8 результаты моделирования предлагаемого ИУ подтверждают указанные свойства.Presented in figure 5-8, the simulation results of the proposed IU confirm these properties.

Таким образом, заявляемое схемотехническое решение ИУ характеризуется более высокими значениями коэффициента усиления K0 на частоте квазирезонанса f0, повышенными величинами добротности Q, характеризующей его избирательные свойства, а также более высоким ослаблением выходного сигнала в диапазоне низких частот.Thus, the claimed circuit design solution of the DUT is characterized by higher values of the gain K 0 at the frequency of the quasi-resonance f 0 , increased values of the Q factor Q, characterizing its selective properties, as well as a higher attenuation of the output signal in the low frequency range.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОКBIBLIOGRAPHIC LIST

1. Design of Bipolar Differential OpAmps with Unity Gain Bandwidth up to 23 GHz \ N.Prokopenko, A.Budyakov, K.Schmalz, C.Scheytt, P.Ostrovskyy \\ Proceeding of the 4-th European Conference on Circuits and Systems for Communications - ECCSC'08 /- Politehnica University, Bucharest, Romania: July 10-11, 2008. - pp.50-53.1. 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.583-586.2. Microwave SF blocks of communication systems based on fully differential operational amplifiers. / Prokopenko NN, Budyakov AS, K. Schmalz, C. Scheytt. // Problems of the development of promising micro- and nanoelectronic systems - 2010. Proceedings / under the general. ed. Academician of the Russian Academy of Sciences A.L. Stempkovsky. - M .: IPPM RAS, 2010. - P.583-586.

3. Патент US 4843343.3. Patent US 4843343.

4. Патент US 4590435, fig.5.4. Patent US 4,590,435, fig. 5.

5. Патент US 4999585, fig.2.5. Patent US 4999585, fig. 2.

6. Патент US 6307438, fig.2.6. Patent US 6307438, fig. 2.

7. Патент US 4267518, fig.4.7. Patent US 4267518, fig. 4.

8. Патент WO 03052925.8. Patent WO 03052925.

9. Патентная заявка US 2008/0246538, fig.3.9. Patent application US 2008/0246538, fig. 3.

10. Патентная заявка US 2010/0201437.10. Patent application US 2010/0201437.

Claims (1)

Управляемый избирательный усилитель, содержащий источник входного сигнала 1, соединенный с базой первого 2 входного транзистора, второй 3 входной транзистор, база которого связана с выходом 4 устройства, а эмиттер соединен с эмиттером первого 2 входного транзистора и через первый 5 токостабилизирующий двухполюсник связан с первой 6 шиной источника питания, токовое зеркало 7, согласованное со второй 8 шиной источника питания, выход которого 9 через второй 10 токостабилизирующий двухполюсник соединен с первой 6 шиной источника питания, первый 11 корректирующий конденсатор, включенный по переменному току между выходом 9 токового зеркала 7 и общей шиной источников питания 12, второй 13 корректирующий конденсатор, отличающийся тем, что в качестве первого 2 и второго 3 входных транзисторов используются полевые транзисторы, исток которых соответствует эмиттеру, сток - коллектору, а затвор - базе биполярного транзистора, причем сток второго 3 входного транзистора соединен с входом 14 токового зеркала 7, выход 9 токового зеркала 7 связан с входом дополнительного буферного усилителя 15, выход которого соединен с выходом устройства 4 через второй 13 корректирующий конденсатор, сток первого 2 входного транзистора связан со второй 8 шиной источника питания, а выход устройства 4 зашунтирован по переменному току дополнительным резистором 16. A controlled selective amplifier containing an input signal source 1 connected to the base of the first 2 input transistor, the second 3 input transistor, the base of which is connected to the output 4 of the device, and the emitter is connected to the emitter of the first 2 input transistor and connected through the first 5 current-stabilizing two-terminal to the first 6 bus power supply, current mirror 7, consistent with the second 8 bus power supply, the output of which 9 through the second 10 current-stabilizing two-terminal connected to the first 6 bus power source, the first 11 a correction capacitor connected by alternating current between the output 9 of the current mirror 7 and the common bus of the power sources 12, the second 13 is a correction capacitor, characterized in that as the first 2 and second 3 input transistors, field effect transistors are used, the source of which corresponds to the emitter, the drain to the collector, and the gate to the base of the bipolar transistor, and the drain of the second 3 input transistor is connected to the input 14 of the current mirror 7, the output 9 of the current mirror 7 is connected to the input of the additional buffer amplifier 15, the output of which is connected to the output of the device 4 through the second 13 correction capacitor, the drain of the first 2 input transistor is connected to the second 8 bus of the power source, and the output of the device 4 is shunted ac alternating resistor 16.
RU2013104213/08A 2013-01-31 2013-01-31 Controlled selective amplifier RU2519035C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013104213/08A RU2519035C1 (en) 2013-01-31 2013-01-31 Controlled selective amplifier

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013104213/08A RU2519035C1 (en) 2013-01-31 2013-01-31 Controlled selective amplifier

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2519035C1 true RU2519035C1 (en) 2014-06-10

Family

ID=51216570

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013104213/08A RU2519035C1 (en) 2013-01-31 2013-01-31 Controlled selective amplifier

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2519035C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6307438B1 (en) * 1999-07-09 2001-10-23 Stmicroelectronics S.A. Multistage operational amplifier with stability control
RU2468506C1 (en) * 2011-10-12 2012-11-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") Selective amplifier
RU2469462C1 (en) * 2011-10-03 2012-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") Selective amplifier
RU2469465C1 (en) * 2011-11-02 2012-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") Cascode differential amplifier
RU2474040C1 (en) * 2012-02-01 2013-01-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") Selective amplifier

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6307438B1 (en) * 1999-07-09 2001-10-23 Stmicroelectronics S.A. Multistage operational amplifier with stability control
RU2469462C1 (en) * 2011-10-03 2012-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") Selective amplifier
RU2468506C1 (en) * 2011-10-12 2012-11-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") Selective amplifier
RU2469465C1 (en) * 2011-11-02 2012-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") Cascode differential amplifier
RU2474040C1 (en) * 2012-02-01 2013-01-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") Selective amplifier
RU2774039C1 (en) * 2021-03-15 2022-06-14 Евгений Николаевич Гончаров Apparatus for conducting a load on the ligamentous apparatus in radiological assessment of the degree of instability of the knee joint

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2479112C1 (en) Selective amplifier
RU2467470C1 (en) Selective amplifier
RU2519035C1 (en) Controlled selective amplifier
RU2488955C1 (en) Non-inverting current amplifier-based selective amplifier
RU2467469C1 (en) Selective amplifier
RU2566960C1 (en) Selective amplifier with high fade-out in subresonance frequency range
RU2507675C1 (en) Selective amplifier
RU2523953C1 (en) Instrumentation amplifier with resonance amplitude-frequency characteristic
RU2517681C1 (en) Selective amplifier with extended frequency band
RU2481697C1 (en) Selective amplifier
RU2480896C1 (en) Selective amplifier
RU2475943C1 (en) Selective amplifier
RU2485673C1 (en) Selective amplifier
RU2488953C1 (en) Selective amplifier
RU2467471C1 (en) Selective amplifier
RU2519429C1 (en) Instrumentation amplifier with controlled frequency response parameters
RU2543298C2 (en) Controlled selective amplifier
RU2479108C1 (en) Selective amplifier
RU2461955C1 (en) Selective amplifier
RU2519558C2 (en) Selective amplifier
RU2507676C1 (en) Selective amplifier
RU2515544C2 (en) LOW CURRENT CONSUMPTION SELECTIVE AMPLIFIER FOR SiGe TECHNOLOGICAL PROCESSES
RU2485675C1 (en) Selective amplifier
RU2475948C1 (en) Selective amplifier
RU2479115C1 (en) Selective amplifier

Legal Events

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

Effective date: 20150201