RU2519446C2 - Selective amplifier - Google Patents

Selective amplifier Download PDF

Info

Publication number
RU2519446C2
RU2519446C2 RU2012137330/08A RU2012137330A RU2519446C2 RU 2519446 C2 RU2519446 C2 RU 2519446C2 RU 2012137330/08 A RU2012137330/08 A RU 2012137330/08A RU 2012137330 A RU2012137330 A RU 2012137330A RU 2519446 C2 RU2519446 C2 RU 2519446C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
transistor
input
bus
frequency
source
Prior art date
Application number
RU2012137330/08A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012137330A (en
Inventor
Олег Владимирович Дворников
Николай Николаевич Прокопенко
Сергей Георгиевич Крутчинский
Николай Владимирович Бутырлагин
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение 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 профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС")
Priority to RU2012137330/08A priority Critical patent/RU2519446C2/en
Publication of RU2012137330A publication Critical patent/RU2012137330A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2519446C2 publication Critical patent/RU2519446C2/en

Links

Images

Classifications

    • Y02B60/50

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: selective amplifier comprises a first (1) input transistor, the base of which is connected to the input (2) of the device, and the collector is connected to the output (3) of the device and is connected through a first (4) frequency-setting resistor to a first (5) power supply bus, a first (6) balancing capacitor connected via alternating current in parallel to the first (4) ) frequency-setting resistor, a second (7) input transistor, the collector of which is connected to a second (8) power supply bus, and the emitter is connected to the emitter of the first (1) input transistor, a second (9) frequency-setting resistor, the first lead of which is connected to the base of the second (7) input transistor, a second (10) balancing capacitor, the first lead of which is connected to the base of the second (7) input transistor. The second lead of the second (10) balancing capacitor is connected to the output (3) of the device, and the second lead of the second (9) frequency-setting resistor is connected to a first (11) auxiliary voltage source.
EFFECT: reduced overall power consumption.
7 cl, 11 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, 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 that provide the selection of a narrow spectrum of signals with a sufficiently high quality factor (Q) of the resonance characteristic (Q = 2 ÷ 10) at 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=fB-fн [3-17]. Причем их верхняя граничная частота fв иногда формируется инерционностью транзисторов схемы (емкостью на подложку), а нижняя fн определяется корректирующим разделительным конденсатором.Known circuits 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 B -f n [3-17]. Moreover, their upper cutoff frequency f in is sometimes formed by the inertia of the transistors of the circuit (capacitance per substrate), and the lower f n is determined by a corrective isolation capacitor.

Ближайшим прототипом заявляемого устройства является избирательный усилитель, представленный в структуре схемы по патентной заявке US №2008/0211580, fig.7A. Он содержит первый 1 входной транзистор, база которого соединена со входом 2 устройства, а коллектор соединен с выходом 3 устройства и через первый 4 частотозадающий резистор связан с первой 5 шиной источника питания, первый 6 корректирующий конденсатор, включенный по переменному току параллельно первому 4 частотозадающему резистору, второй 7 входной транзистор, коллектор которого связан со второй 8 шиной источника питания, а эмиттер подключен к эмиттеру первого 1 входного транзистора, второй 9 частотозадающий резистор, первый вывод которого соединен с базой второго 7 входного транзистора, второй 10 корректирующий конденсатор, первый вывод которого соединен с базой второго 7 входного транзистора.The closest prototype of the claimed device is a selective amplifier, presented in the structure of the circuit according to patent application US No. 2008/0211580, fig.7A. It contains the first 1 input transistor, the base of which is connected to the input 2 of the device, and the collector is connected to the output of 3 devices and through the first 4 frequency-setting resistor connected to the first 5 bus of the power source, the first 6 correction capacitor connected by alternating current parallel to the first 4 frequency-setting resistor , the second 7 input transistor, the collector of which is connected to the second 8 bus of the power source, and the emitter is connected to the emitter of the first 1 input transistor, the second 9 frequency-setting resistor, the first output of which connected to the base of the second 7 input transistor, the second 10 correction capacitor, the first output of which is connected to the base of the second 7 input transistor.

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 большой 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 a large voltage gain coefficient 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 первый 1 входной транзистор, база которого соединена со входом 2 устройства, а коллектор соединен с выходом 3 устройства и через первый 4 частотозадающий резистор связан с первой 5 шиной источника питания, первый 6 корректирующий конденсатор, включенный по переменному току параллельно первому 4 частотозадающему резистору, второй 7 входной транзистор, коллектор которого связан со второй 8 шиной источника питания, а эмиттер подключен к эмиттеру первого 1 входного транзистора, второй 9 частотозадающий резистор, первый вывод которого соединен с базой второго 7 входного транзистора, второй 10 корректирующий конденсатор, первый вывод которого соединен с базой второго 7 входного транзистора, предусмотрены новые элементы и связи - второй вывод второго 10 корректирующего конденсатора подключен к выходу 3 устройства, а второй вывод второго 9 частотозадающего резистора соединен с первым 11 источником вспомогательного напряжения.The problem is solved in that in the selective amplifier of figure 1, containing the first 1 input transistor, the base of which is connected to the input 2 of the device, and the collector is connected to the output 3 of the device and through the first 4 frequency-setting resistor connected to the first 5 bus power source, the first 6 a correction capacitor connected by alternating current parallel to the first 4 frequency-setting resistor, the second 7 input transistor, the collector of which is connected to the second 8 bus of the power source, and the emitter is connected to the emitter of the first 1 input transistor, the second 9 frequency-setting resistor, the first output of which is connected to the base of the second 7 input transistor, the second 10 correction capacitor, the first output of which is connected to the base of the second 7 input transistor, new elements and connections are provided - the second output of the second 10 correction capacitor is connected to output 3 device, and the second output of the second 9 frequency-setting resistor is connected to the first 11 source of auxiliary voltage.

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

На чертеже фиг.3 представлена схема заявляемого ИУ в соответствии с п.2 формулы изобретения, а на чертеже фиг.4 - в соответствии с п.3 формулы изобретения.In the drawing of figure 3 presents a diagram of the claimed IU in accordance with paragraph 2 of the claims, and in the drawing of figure 4 in accordance with paragraph 3 of the claims.

На чертеже фиг.5 представлена схема заявляемого ИУ в соответствии с п.4 формулы изобретения, а на чертеже фиг.6 - в соответствии с п.5 формулы изобретения.In the drawing of FIG. 5, a diagram of the claimed IU is presented in accordance with claim 4, and in the drawing of FIG. 6 in accordance with claim 5.

На чертеже фиг.7 представлена схема заявляемого ИУ в соответствии с п.6 формулы изобретения, а на чертеже фиг.8 - в соответствии с п.7 формулы изобретения.In the drawing of Fig.7 shows a diagram of the claimed IU in accordance with paragraph 6 of the claims, and in the drawing of Fig.8 in accordance with paragraph 7 of the claims.

На чертеже фиг.9 представлена схема ИУ фиг.6 в элементном базисе техпроцесса АБМК_1_3 (г.Минск) в среде компьютерного моделирования PSpice.The drawing of Fig.9 shows a diagram of the control system of Fig.6 in the elemental basis of the technological process ABMK_1_3 (Minsk) in the environment of computer simulation PSpice.

На чертеже фиг.10 приведена логарифмическая амплитудно-частотная (ЛАЧХ) и фазо-частотная (ФЧХ) характеристики ИУ фиг.9 в диапазоне частот от 10 кГц до 10 ГГц при Rvar=22кОм, Cvar=1 фФ, Rvar2=610 Ом, Cvar3=20 пФ, Cvar2=9 пФ.The drawing of Fig. 10 shows the logarithmic amplitude-frequency (LFC) and phase-frequency (PFC) characteristics of the DUT of Fig. 9 in the frequency range from 10 kHz to 10 GHz at Rvar = 22 kOhm, Cvar = 1 fF, Rvar2 = 610 Ohm, Cvar3 = 20 pF, Cvar2 = 9 pF.

На чертеже фиг. 11 показана ЛАЧХ ИУ фиг.9 при значениях сопротивления Rvar2, изменяющегося в диапазоне от 540 Ом до 600 Ом.In the drawing of FIG. 11 shows the LACH of the DUT of FIG. 9 with values of resistance Rvar2 varying in the range from 540 Ohms to 600 Ohms.

Избирательный усилитель фиг.2 содержит первый 1 входной транзистор, база которого соединена со входом 2 устройства, а коллектор соединен с выходом 3 устройства и через первый 4 частотозадающий резистор связан с первой 5 шиной источника питания, первый 6 корректирующий конденсатор, включенный по переменному току параллельно первому 4 частотозадающему резистору, второй 7 входной транзистор, коллектор которого связан со второй 8 шиной источника питания, а эмиттер подключен к эмиттеру первого 1 входного транзистора, второй 9 частотозадающий резистор, первый вывод которого соединен с базой второго 7 входного транзистора, второй 10 корректирующий конденсатор, первый вывод которого соединен с базой второго 7 входного транзистора. Второй вывод второго 10 корректирующего конденсатора подключен к выходу 3 устройства, а второй вывод второго 9 частотозадающего резистора соединен с первым 11 источником вспомогательного напряжения.The selective amplifier of Fig. 2 contains a first 1 input transistor, the base of which is connected to the input 2 of the device, and the collector is connected to the output 3 of the device and through the first 4 frequency-setting resistor connected to the first 5 bus of the power source, the first 6 correction capacitor connected in alternating current in parallel the first 4 frequency setting resistor, the second 7 input transistor, the collector of which is connected to the second 8 bus of the power source, and the emitter is connected to the emitter of the first 1 input transistor, the second 9 frequency setting side, the first output of which is connected to the base of the second 7 input transistor, the second 10 correction capacitor, the first output of which is connected to the base of the second 7 input transistor. The second output of the second 10 correction capacitor is connected to the output 3 of the device, and the second output of the second 9 frequency-setting resistor is connected to the first 11 source of auxiliary voltage.

На чертеже фиг.3, в соответствии с п.2 формулы изобретения, в качестве первого 1 входного транзистора используется полевой транзистор с управляющим р-n переходом, затвор которого эквивалентен базе транзистора 1, исток его эмиттеру, сток - коллектору, причем в качестве первого 11 источника вспомогательного напряжения используется потенциал второй 8 шины источника питания, а источник входного напряжения 12 включен между входом 2 устройства и второй 8 шиной источника питания.In the drawing of FIG. 3, in accordance with claim 2, as the first 1 input transistor, a field-effect transistor is used with a pn junction, the gate of which is equivalent to the base of transistor 1, its source is emitter, and the drain is the collector, and as the first 11 of the auxiliary voltage source, the potential of the second 8 bus of the power source is used, and the input voltage source 12 is connected between the input 2 of the device and the second 8 bus of the power source.

На чертеже фиг.4, в соответствии с п.3 формулы изобретения, вход 2 устройства связан со второй 8 шиной источника питания через третий 13 частотозадающий резистор, источник входного напряжения 14 подключен ко входу 2 устройства через третий 15 корректирующий конденсатор, причем в качестве первого 1 входного транзистора применяется полевой транзистор с управляющим р-n переходом, затвор которого эквивалентен базе транзистора 1, исток - его эмиттеру, сток - коллектору, а в качестве первого 11 источника вспомогательного напряжения используется потенциал второй 8 шины источника питания.In the drawing of FIG. 4, in accordance with claim 3, the input 2 of the device is connected to the second 8 bus of the power source through the third 13 frequency-setting resistor, the input voltage source 14 is connected to the input 2 of the device through the third 15 correction capacitor, and as the first 1 input transistor, a field-effect transistor is used with a pn junction, the gate of which is equivalent to the base of transistor 1, the source is to its emitter, the drain is to the collector, and the potential is used as the first 11 source of auxiliary voltage al 8 second power supply bus.

На чертеже фиг.5, в соответствии с п.4 формулы изобретения, в качестве источника вспомогательного напряжения 11 используется потенциал общей шины источников питания 16, источник входного напряжения 17 включен между входом 2 устройства и общей шиной источников питания 16, причем в качестве второго 7 входного транзистора используется полевой транзистор с управляющим р-n переходом, затвор которого эквивалентен базе транзистора 7, исток - эмиттеру, а сток - коллектору этого транзистора 7.In the drawing of FIG. 5, in accordance with claim 4, the potential of the common bus of power supplies 16 is used as the auxiliary voltage source 11, the input voltage source 17 is connected between the input 2 of the device and the common bus of power supplies 16, and as a second 7 the input transistor uses a field effect transistor with a pn junction, the gate of which is equivalent to the base of transistor 7, the source to the emitter, and the drain to the collector of this transistor 7.

На чертеже фиг.6, в соответствии с п.5 формулы изобретения, в качестве источника вспомогательного напряжения 11 используется потенциал общей шины 16 источников питания, вход 2 устройства подключен к общей шине источников питания 16 через четвертый 18 частотозадающий резистор, источник входного напряжения 19 связан по переменному току со входом 2 устройства через четвертый 20 частотозадающий конденсатор и подключен к общей шине источников питания 16, причем в качестве второго 7 входного транзистора используется полевой транзистор с управляющим р-n переходом, затвор которого эквивалентен базе транзистора 7, исток - эмиттеру, а коллектор - стоку этого транзистора 7.In the drawing of FIG. 6, in accordance with claim 5, the potential of the common bus 16 of the power sources is used as the auxiliary voltage source 11, the input 2 of the device is connected to the common bus of the power sources 16 through the fourth 18 frequency-setting resistor, the input voltage source 19 is connected for alternating current with input 2 of the device through the fourth 20 frequency-setting capacitor and connected to a common bus of power sources 16, and as a second 7 input transistor, a field-effect transistor with a control p -n junction, the gate of which is equivalent to the base of transistor 7, the source to the emitter, and the collector to the drain of this transistor 7.

На чертеже фиг.7, в соответствии с п.6 формулы изобретения, источник входного напряжения 21 связан со входом 2 устройства через пятый 22 разделительный конденсатор, в качестве источника дополнительного напряжения 11 используется потенциал второй 8 шины источника питания, причем вход 2 устройства соединен с базой и коллектором первого 23 дополнительного транзистора через первый 24 дополнительный резистор, эмиттер первого 23 дополнительного транзистора соединен с эмиттером второго 25 дополнительного транзистора, коллектор второго 25 дополнительного транзистора связан со второй 8 шиной источника питания, между базой этого транзистора 25 и второй 8 шиной источника питания включен второй 26 дополнительный резистор, а коллектор первого 23 дополнительного транзистора соединен с первой 5 шиной источника питания через третий 27 дополнительный резистор.In the drawing of Fig. 7, in accordance with claim 6, the input voltage source 21 is connected to the input 2 of the device through the fifth isolation capacitor 22, the potential of the second 8 bus power supply is used as the source of additional voltage 11, and the input 2 of the device is connected to base and collector of the first 23 additional transistor through the first 24 additional resistor, the emitter of the first 23 additional transistor is connected to the emitter of the second 25 additional transistor, the collector of the second 25 additional The second transistor is connected to the second 8 bus of the power supply, between the base of this transistor 25 and the second 8 bus of the power supply, a second 26 additional resistor is connected, and the collector of the first 23 additional transistor is connected to the first 5 bus of the power supply through the third 27 additional resistor.

На чертеже фиг.8, в соответствии с п.7 формулы изобретения, в исток полевого транзистора с управляющим р-n переходом, который используется в качестве второго 7 входного транзистора, включен вспомогательный двухполюсник 28, например, р-n переход.In the drawing of Fig. 8, in accordance with claim 7 of the claims, an auxiliary bipolar switch 28, for example, a pn junction, is included in the source of the field effect transistor with the control pn junction, which is used as the second 7 input transistor.

Рассмотрим работу схемы фиг.3.Consider the operation of the circuit of figure 3.

Источник входного напряжения uвх (12) изменяет ток стока первого 1 входного транзистора. Характер стоковой нагрузки этого транзистора, образованной резисторами 4 и 9, а также конденсаторами 6 и 10 обеспечивает преобразование этого тока в выходной сигнал ИУ. При этом наличие емкостного делителя, образованного конденсаторами 6 и 10, обеспечивает функциональную зависимость этого сигнала, соответствующую частотным характеристикам избирательного усилителя.The input voltage source u I (12) changes the drain current of the first 1 input transistor. The nature of the drain load of this transistor, formed by resistors 4 and 9, as well as capacitors 6 and 10, converts this current into the output signal of the DUT. Moreover, the presence of a capacitive divider formed by capacitors 6 and 10, provides a functional dependence of this signal, corresponding to the frequency characteristics of the selective amplifier.

Комплексный коэффициент передачи ИУ фиг.3 как отношение выходного напряжения (выход устройства 3) к входному напряжению uвх (1) определяется формулой, которую можно получить с помощью методов анализа электронных схем:The complex transfer coefficient of the DUT of Fig. 3 as the ratio of the output voltage (output of the device 3) to the input voltage u in (1) is determined by the formula, which can be obtained using methods of analysis of electronic circuits:

K ( j f ) = u 3 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 3 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 .

Причем:Moreover:

f 0 = 1 2 π C 6 C 10 R 4 R 9 , ( 2 )

Figure 00000003
f 0 = one 2 π C 6 C 10 R four R 9 , ( 2 )
Figure 00000003

где С6, С10, R4, R9 - параметры соответствующих элементов схемы 6, 10, 4 и 9;where C 6 , C 10 , R 4 , R 9 are the parameters of the corresponding elements of the circuit 6, 10, 4 and 9;

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

Q 1 = D 0 + C 10 C 6 R 9 R 4 [ 1 R 4 h 11.7 + S 1 1 ] , ( 3 )

Figure 00000004
Q - one = D 0 + C 10 C 6 R 9 R four [ one - R four h 11.7 + S one - one ] , ( 3 )
Figure 00000004

где h11.7 - входное сопротивление транзистора 7 в схеме с общей базой;where h 11.7 is the input resistance of the transistor 7 in a circuit with a common base;

D 0 = ( C 6 C 10 + C 10 C 6 ) R 4 R 9

Figure 00000005
- эквивалентное затухание пассивной частото-зависимой цепи; D 0 = ( C 6 C 10 + C 10 C 6 ) R four R 9
Figure 00000005
- equivalent attenuation of a passive frequency-dependent circuit;

S1 - крутизна транзистора 1;S 1 - the steepness of the transistor 1;

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 R 4 R 9 C 10 C 6 , ( 4 )

Figure 00000006
K 0 = - Q S R four R 9 C 10 C 6 , ( four )
Figure 00000006

где S 1 ( h 11.7 + S 1 1 )

Figure 00000007
.Where S one ( h 11.7 + S one - one )
Figure 00000007
.

Из соотношения (3) следует возможность параметрической оптимизации схемы ИУ при реализации требуемой добротности. Действительно,From relation (3) it follows the possibility of parametric optimization of the DUT scheme when implementing the required Q factor. Really,

Q 1 = m ( k 2 + 1 ) k + 1 R 4 S m k , ( 5 )

Figure 00000008
Q - one = m ( k 2 + one ) k + one - R four S m k , ( 5 )
Figure 00000008

где k = C 6 C 10

Figure 00000009
; m = R 4 R 9
Figure 00000010
.Where k = C 6 C 10
Figure 00000009
; m = R four R 9
Figure 00000010
.

При этом параметрические чувствительностиIn this case, parametric sensitivities

S C 6 Q = S C 10 Q = 1 2 [ m ( k 2 1 ) k D p S R 4 m k ] , ( 6 )

Figure 00000011
S C 6 Q = - S C 10 Q = one 2 [ m ( k 2 - one ) k D p - S R four m k ] , ( 6 )
Figure 00000011

S R 4 Q = S R 9 Q = 1 2 [ m ( k 2 1 ) k m 1 + S R 4 m k ] , ( 7 )

Figure 00000012
S R four Q = - S R 9 Q = one 2 [ m ( k 2 - one ) k m - one + S R four m k ] , ( 7 )
Figure 00000012

S S Q = Q S R 4 m k ( 8 )

Figure 00000013
S S Q = - Q S R four m k ( 8 )
Figure 00000013

могут оптимизироваться по одному из критериев - суммарная чувствительность, среднеквадратическая чувствительность и т.п. Так, при минимизации среднеквадратической чувствительностиcan be optimized according to one of the criteria - total sensitivity, rms sensitivity, etc. So, while minimizing the rms sensitivity

k o p t = 1,6 ( S R 4 ) o p t = 2,5, ( 9 )

Figure 00000014
k o p t = 1,6 ( S R four ) o p t = 2.5, ( 9 )
Figure 00000014

соотношение между резистивными элементами определяется из условия (5) практической реализации Q.the ratio between resistive elements is determined from condition (5) of the practical implementation of Q.

При условиях С106=С и h 11.7 + S 1 1 = R 4

Figure 00000015
параметрические чувствительности основных параметров ИУ имеют следующий вид:Under conditions of C 10 = C 6 = C and h 11.7 + S one - one = R four
Figure 00000015
The parametric sensitivities of the main parameters of the DUT are as follows:

S C 10 f 0 = S C 6 f 0 = S R 4 f 0 = S R 9 f 0 = 1 2 , ( 10 )

Figure 00000016
S C 10 f 0 = S C 6 f 0 = S R four f 0 = S R 9 f 0 = - one 2 , ( 10 )
Figure 00000016

S C 10 Q = S C 6 Q = 0, S C 10 K 0 = S C 6 K 0 = 1 2 , ( 11 )

Figure 00000017
S C 10 Q = S C 6 Q = 0 S C 10 K 0 = - S C 6 K 0 = one 2 , ( eleven )
Figure 00000017

S R 9 Q = S R 4 Q = 1 2 , S R 9 K 0 = S R 4 K 0 = 1 2 . ( 12 )

Figure 00000018
S R 9 Q = - S R four Q = one 2 , S R 9 K 0 = S R four K 0 = one 2 . ( 12 )
Figure 00000018

Это характеризует схему заявляемого ИУ в классе низкочувствительных звеньев второго порядка. В этом случае К0=Q.This characterizes the scheme of the claimed IU in the class of low-sensitivity links of the second order. In this case, K 0 = Q.

Представленные на чертежах фиг.10 - фиг.11 результаты моделирования предлагаемого ИУ подтверждают указанные свойства заявляемой схемы.Presented on the drawings, Fig.10 - Fig.11 simulation results of the proposed IU confirm the indicated properties of the claimed circuit.

Особенность схемы фиг.3 (П2 формулы изобретения) - минимально возможное потребление тока от источника питания, а также работа с однополярным питанием.A feature of the circuit of Fig. 3 (P2 of the claims) is the minimum possible current consumption from the power source, as well as working with unipolar power.

Схема фиг.4 (ПЗ формулы изобретения) имеет дополнительное качество при однополярном питании - высокое ослабление сигнала в диапазоне низких частот.The circuit of FIG. 4 (PZ of the claims) has additional quality with unipolar power supply — high signal attenuation in the low frequency range.

Схема фиг.5 (П4 формулы изобретения) имеет двуполярное питание при минимальном потребляемом токе в элементном базисе АБМК_1_3 (НПО «Интеграл» г.Минск).The scheme of figure 5 (P4 of the claims) has bipolar power with a minimum current consumption in the elemental basis ABMK_1_3 (NPO Integral, Minsk).

В схеме фиг.6 (П5 формулы изобретения) предусмотрены RC-цепи, обеспечивающие более глубокое ослабление входного сигнала в диапазоне низких частот.In the circuit of FIG. 6 (A5 of the claims), RC circuits are provided that provide a deeper attenuation of the input signal in the low frequency range.

Особенность схемы фиг.7 (П6 формулы изобретения) - однополярное питание и возможность реализации на p-n-р и n-p-n транзисторах аналогового базового матричного кристалла АБМК_1_3 (НПО «Интеграл», г.Минск).The peculiarity of the circuit of Fig. 7 (P6 of the claims) is unipolar power and the possibility of realizing on p-np and n-p-n transistors the analog base matrix crystal ABMK_1_3 (NPO Integral, Minsk).

В схеме фиг.8 (П7 формулы изобретения) предусмотрено дальнейшее снижение токопотребления за счет перевода полевого транзистора (технология АБМК_1_3) в микрорежим.In the circuit of FIG. 8 (P7 of the claims), a further reduction in current consumption is provided by transferring the field effect transistor (ABMK_1_3 technology) to micro mode.

Таким образом, предлагаемые схемотехнические решения ИУ характеризуется более высокими значениями коэффициента усиления К0 на частоте квазирезонанса f0, а также повышенными величинами добротности Q, характеризующей его избирательные свойства при малом энергопотреблении.Thus, the proposed circuitry solutions of the DUT are characterized by higher values of the gain coefficient K 0 at the frequency of quasi-resonance f 0 , as well as increased values of the quality factor Q, characterizing its selective properties at low power consumption.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОКBIBLIOGRAPHIC LIST

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

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

3. Патентная заявка US 2008/0012640, fig.43. Patent application US 2008/0012640, fig.4

4. Патент US 7.705.677, fig.24. Patent US 7.705.677, fig.2

5. Патент US 6.396.3465. Patent US 6.396.346

6. Патент US 5.767.542, fig.2, fig.36. Patent US 5.767.542, fig.2, fig.3

7. Патент US 6.690.231, fig.67. Patent US 6.690.231, fig.6

8. Патент US 6.624.6998. Patent US 6.624.699

9. Патент US 6.198.348, fig.29. Patent US 6.198.348, fig.2

10. Патент ЕР 1.480.333, fig.1, fig.1710. Patent EP 1.480.333, fig. 1, fig. 17

11. Патент JP 2010-2831111. JP patent 2010-28311

12. Патент WO 03094344, fig.312. Patent WO 03094344, fig. 3

13. Патентная заявка US 2003/0206062, fig.3, fig.413. Patent application US 2003/0206062, fig. 3, fig. 4

14. Патентная заявка US 2006/0125561, fig.114. Patent application US 2006/0125561, fig. 1

15. Патент WO 2009/02928415. Patent WO 2009/029284

16. Патентная заявка US 2007/0146070, fig.116. Patent application US 2007/0146070, fig. 1

17. Патентная заявка US 2010/0013557.17. Patent application US 2010/0013557.

Claims (7)

1. Избирательный усилитель, содержащий первый (1) входной транзистор, база которого соединена со входом (2) устройства, а коллектор соединен с выходом (3) устройства и через первый (4) частотозадающий резистор связан с первой (5) шиной источника питания, первый (6) корректирующий конденсатор, включенный по переменному току параллельно первому (4) частотозадающему резистору, второй (7) входной транзистор, коллектор которого связан со второй (8) шиной источника питания, а эмиттер подключен к эмиттеру первого (1) входного транзистора, второй (9) частотозадающий резистор, первый вывод которого соединен с базой второго (7) входного транзистора, второй (10) корректирующий конденсатор, первый вывод которого соединен с базой второго (7) входного транзистора, отличающийся тем, что второй вывод второго (10) корректирующего конденсатора подключен к выходу (3) устройства, а второй вывод второго (9) частотозадающего резистора соединен с первым (11) источником вспомогательного напряжения.1. A selective amplifier containing the first (1) input transistor, the base of which is connected to the input (2) of the device, and the collector is connected to the output (3) of the device and through the first (4) frequency-setting resistor is connected to the first (5) bus of the power source, the first (6) correction capacitor connected by alternating current parallel to the first (4) frequency-setting resistor, the second (7) input transistor, the collector of which is connected to the second (8) bus of the power source, and the emitter is connected to the emitter of the first (1) input transistor, second (9) frequency a supply resistor, the first terminal of which is connected to the base of the second (7) input transistor, the second (10) correction capacitor, the first terminal of which is connected to the base of the second (7) input transistor, characterized in that the second output of the second (10) correction capacitor is connected to the output (3) of the device, and the second output of the second (9) frequency-setting resistor is connected to the first (11) auxiliary voltage source. 2. Избирательный усилитель по п.1, отличающийся тем, что в качестве первого (1) входного транзистора используется полевой транзистор с управляющим р-n переходом, затвор которого эквивалентен базе транзистора (1), исток - его эмиттеру, сток - коллектору, причем в качестве первого (11) источника вспомогательного напряжения используется потенциал второй (8) шины источника питания, а источник входного напряжения (12) включен между входом (2) устройства и второй (8) шиной источника питания.2. The selective amplifier according to claim 1, characterized in that the first transistor (1) uses a field effect transistor with a pn junction, the gate of which is equivalent to the base of the transistor (1), the source is its emitter, and the drain is the collector, and as the first (11) auxiliary voltage source, the potential of the second (8) bus of the power source is used, and the input voltage (12) is connected between the input (2) of the device and the second (8) bus of the power source. 3. Избирательный усилитель по п.1, отличающийся тем, что вход (2) устройства связан со второй (8) шиной источника питания через третий (13) частотозадающий резистор, источник входного напряжения (14) подключен ко входу (2) устройства через третий (15) корректирующий конденсатор, причем в качестве первого (1) входного транзистора применяется полевой транзистор с управляющим р-n переходом, затвор которого эквивалентен базе транзистора (1), исток - его эмиттеру, сток - коллектору, а в качестве первого (11) источника вспомогательного напряжения используется потенциал второй (8) шины источника питания.3. The selective amplifier according to claim 1, characterized in that the input (2) of the device is connected to the second (8) bus of the power source through the third (13) frequency-setting resistor, the input voltage source (14) is connected to the input (2) of the device through the third (15) a correction capacitor, and a field-effect transistor with a pn junction, the gate of which is equivalent to the base of transistor (1), the source is its emitter, the drain is the collector, and the first (11) is used as the first (1) input transistor auxiliary voltage source used potential of the second (8) power supply bus. 4. Избирательный усилитель по п.1, отличающийся тем, что в качестве источника вспомогательного напряжения (11) используется потенциал общей шины источников питания (16), источник входного напряжения (17) включен между входом (2) устройства и общей шиной источников питания (16), причем в качестве второго (7) входного транзистора используется полевой транзистор с управляющим р-n переходом, затвор которого эквивалентен базе транзистора (7), исток - эмиттеру, а сток - коллектору этого транзистора (7).4. The selective amplifier according to claim 1, characterized in that the potential of the common bus of the power sources (16) is used as the auxiliary voltage source (11), the input voltage source (17) is connected between the input (2) of the device and the common bus of the power sources ( 16), and as the second (7) input transistor, a field-effect transistor with a pn junction control is used, the gate of which is equivalent to the base of transistor (7), the source is emitter, and the drain is the collector of this transistor (7). 5. Избирательный усилитель по п.1, отличающийся тем, что в качестве источника вспомогательного напряжения (11) используется потенциал общей шины (16) источников питания, вход (2) устройства подключен к общей шине источников питания (16) через четвертый (18) частотозадающий резистор, источник входного напряжения (19) связан по переменному току со входом (2) устройства через четвертый (20) частотозадающий конденсатор и подключен к общей шине источников питания (16), причем в качестве второго (7) входного транзистора используется полевой транзистор с управляющим р-n переходом, затвор которого эквивалентен базе транзистора (7), исток - эмиттеру, а коллектор - стоку этого транзистора (7).5. The selective amplifier according to claim 1, characterized in that the potential of the common bus (16) of the power sources is used as the auxiliary voltage source (11), the input (2) of the device is connected to the common bus of the power sources (16) through the fourth (18) a frequency-setting resistor, the input voltage source (19) is connected via alternating current to the input (2) of the device through the fourth (20) frequency-setting capacitor and is connected to a common bus of power sources (16), and a field-effect transistor is used as the second (7) input transistor management The pn junction, whose gate is equivalent to the base of the transistor (7), the source to the emitter, and the collector to the drain of this transistor (7). 6. Избирательный усилитель по п.1, отличающийся тем, что источник входного напряжения (21) связан со входом (2) устройства через пятый (22) разделительный конденсатор, в качестве источника дополнительного напряжения (11) используется потенциал второй (8) шины источника питания, причем вход (2) устройства соединен с базой и коллектором первого (23) дополнительного транзистора через первый (24) дополнительный резистор, эмиттер первого (23) дополнительного транзистора соединен с эмиттером второго (25) дополнительного транзистора, коллектор второго (25) дополнительного транзистора связан со второй (8) шиной источника питания, между базой этого транзистора (25) и второй (8) шиной источника питания включен второй (26) дополнительный резистор, а коллектор первого (23) дополнительного транзистора соединен с первой (5) шиной источника питания через третий (27) дополнительный резистор.6. The selective amplifier according to claim 1, characterized in that the input voltage source (21) is connected to the input (2) of the device through a fifth (22) isolation capacitor, the potential of the second (8) source bus is used as an additional voltage source (11) power, and the input (2) of the device is connected to the base and collector of the first (23) additional transistor through the first (24) additional resistor, the emitter of the first (23) additional transistor is connected to the emitter of the second (25) additional transistor, the collector of the second (25) additional The auxiliary transistor is connected to the second (8) bus of the power supply, between the base of this transistor (25) and the second (8) bus of the power supply, a second (26) additional resistor is connected, and the collector of the first (23) additional transistor is connected to the first (5) bus power supply through the third (27) additional resistor. 7. Избирательный усилитель по п.5, отличающийся тем, что в исток полевого транзистора с управляющим р-n переходом, который используется в качестве второго (7) входного транзистора, включен вспомогательный двухполюсник (28), например, р-n переход. 7. The selective amplifier according to claim 5, characterized in that at the source of the field-effect transistor with a control pn junction, which is used as the second (7) input transistor, an auxiliary two-terminal device (28), for example, a pn junction, is included.
RU2012137330/08A 2012-08-31 2012-08-31 Selective amplifier RU2519446C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012137330/08A RU2519446C2 (en) 2012-08-31 2012-08-31 Selective amplifier

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012137330/08A RU2519446C2 (en) 2012-08-31 2012-08-31 Selective amplifier

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012137330A RU2012137330A (en) 2014-03-10
RU2519446C2 true RU2519446C2 (en) 2014-06-10

Family

ID=50191419

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012137330/08A RU2519446C2 (en) 2012-08-31 2012-08-31 Selective amplifier

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2519446C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5767542A (en) * 1996-05-28 1998-06-16 Analog Devices, Inc. Matching parasitic capacitances and characteristics of field effect transistors
EP1480333A3 (en) * 2003-05-22 2006-05-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. High frequency differential amplifier, differential mixer, differential oscillator and radio circuit using same
US20080297249A1 (en) * 2004-09-01 2008-12-04 Micron Technology, Inc. Cmos amplifiers with frequency compensating capacitors
US7602250B2 (en) * 2007-01-23 2009-10-13 Stmicroelectronics S.R.L. Low noise AC differential amplifier with reduced low corner frequency and current consumption
RU2394360C1 (en) * 2009-03-24 2010-07-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ГОУ ВПО "ЮРГУЭС") Cascode differential amplifier with increased input resistance

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5767542A (en) * 1996-05-28 1998-06-16 Analog Devices, Inc. Matching parasitic capacitances and characteristics of field effect transistors
EP1480333A3 (en) * 2003-05-22 2006-05-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. High frequency differential amplifier, differential mixer, differential oscillator and radio circuit using same
US20080297249A1 (en) * 2004-09-01 2008-12-04 Micron Technology, Inc. Cmos amplifiers with frequency compensating capacitors
US7602250B2 (en) * 2007-01-23 2009-10-13 Stmicroelectronics S.R.L. Low noise AC differential amplifier with reduced low corner frequency and current consumption
RU2394360C1 (en) * 2009-03-24 2010-07-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ГОУ ВПО "ЮРГУЭС") Cascode differential amplifier with increased input resistance

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012137330A (en) 2014-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2479112C1 (en) Selective amplifier
RU2467470C1 (en) Selective amplifier
RU2519446C2 (en) Selective amplifier
RU2488955C1 (en) Non-inverting current amplifier-based selective amplifier
RU2488953C1 (en) Selective amplifier
RU2467469C1 (en) Selective amplifier
RU2507675C1 (en) Selective amplifier
RU2475943C1 (en) Selective amplifier
RU2520418C2 (en) Controlled selective amplifier
RU2480896C1 (en) Selective amplifier
RU2543298C2 (en) Controlled selective amplifier
RU2469462C1 (en) Selective amplifier
RU2479108C1 (en) Selective amplifier
RU2475947C1 (en) Selective amplifier
RU2515544C2 (en) LOW CURRENT CONSUMPTION SELECTIVE AMPLIFIER FOR SiGe TECHNOLOGICAL PROCESSES
RU2467471C1 (en) Selective amplifier
RU2519558C2 (en) Selective amplifier
RU2465718C1 (en) Selective amplifier
RU2468506C1 (en) Selective amplifier
RU2479109C1 (en) Selective amplifier
RU2475939C1 (en) Selective amplifier
RU2485675C1 (en) Selective amplifier
RU2507676C1 (en) Selective amplifier
RU2468505C1 (en) Selective amplifier
RU2519006C2 (en) Selective microwave amplifier

Legal Events

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

Effective date: 20140901