RU2642338C1 - Неинвертирующий усилитель переменного тока - Google Patents

Неинвертирующий усилитель переменного тока Download PDF

Info

Publication number
RU2642338C1
RU2642338C1 RU2016147102A RU2016147102A RU2642338C1 RU 2642338 C1 RU2642338 C1 RU 2642338C1 RU 2016147102 A RU2016147102 A RU 2016147102A RU 2016147102 A RU2016147102 A RU 2016147102A RU 2642338 C1 RU2642338 C1 RU 2642338C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
current
emitter
output
bus
stabilizing
Prior art date
Application number
RU2016147102A
Other languages
English (en)
Inventor
Николай Николаевич Прокопенко
Анна Витальевна Бугакова
Андрей Алексеевич Игнашин
Джамиля Адалетовна Мальцева
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ)
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 образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ)
Priority to RU2016147102A priority Critical patent/RU2642338C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2642338C1 publication Critical patent/RU2642338C1/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/45—Differential amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/45—Differential amplifiers
    • H03F3/45071—Differential amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/45076—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier
    • H03F3/4508—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier using bipolar transistors as the active amplifying circuit
    • H03F3/45085—Long tailed pairs
    • H03F3/45094—Folded cascode stages
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/45—Differential amplifiers
    • H03F3/45071—Differential amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/45076—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier
    • H03F3/4508—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier using bipolar transistors as the active amplifying circuit
    • H03F3/45174—Mirror types

Abstract

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в качестве неинвертирующего усилителя переменного тока с коэффициентом передачи по току больше единицы. Технический результат: повышение коэффициентов усиления по току до уровня, который превышает единичное значение. Неинвертирующий усилитель переменного тока содержит источник входного токового сигнала, связанный с эмиттером первого выходного транзистора, первый токостабилизирующий двухполюсник, первый и второй выходные транзисторы, первую шину источника питания, источник напряжения смещения, второй токостабилизирующий двухполюсник, двухполюсник нагрузки, включенный между токовым выходом устройства и второй шиной источника питания. В схему введен дополнительный транзистор, база которого соединена с эмиттером первого выходного транзистора, коллектор связан со второй шиной источника питания, эмиттер соединен с первой шиной источника питания через третий токостабилизирующий двухполюсник и через дополнительный конденсатор связан с эмиттером второго выходного транзистора, причем базы первого и второго выходных транзисторов соединены друг с другом. 4 ил.

Description

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в качестве неинвертирующего усилителя с малым входным сопротивлением и коэффициентом передачи по току больше единицы.
В современной радиоэлектронной аппаратуре в качестве элементов аналоговых устройств находят применение различные модификации составных транзисторов [1-9], в том числе так называемые схемы Дарлингтона [10-30], которые по эмиттерной цепи имеют малое входное сопротивление и применяются в качестве усилителя тока в различных аналоговых устройствах - генераторах, фильтрах, фазорасщепителях и т.п.
Ближайшим прототипом (фиг. 1) заявляемого устройства является неинвертирующий усилитель тока (НУТ) по заявке на патент WO 2007/046732. Он содержит (фиг. 1) источник входного токового сигнала 1, связанный с эмиттером первого 2 выходного транзистора, первый 3 токостабилизирующий двухполюсник, включенный между эмиттером первого 2 выходного транзистора и первой 4 шиной источника питания, второй 5 выходной транзитор, колллектор которого соединен с токовым выходом устройства 6 и коллетором первого 2 выходного транзистора, база связана с источником напряжения смещения 7, а эмиттер через второй 8 токостабилизирующий двухполюсник подключен к первой 4 шине источника питания, двухполюсник нагрузки 9, включенный между токовым выходом устройства 6 и второй 10 шиной источника питания.
Существенный недостаток известного НУТ состоит в том, что он не может обеспечить коэффициент передачи по току больше единицы, что затрудняет построение на его основе различных аналоговых устройств, например RC-фильтров с положительной обратной RC-связью.
Основная задача предлагаемого изобретения состоит в повышении коэффициентов усиления по току (Ki) НУТ до уровня, который превышает единичное значение. Это является необходимым условием построения на основе заявляемого НУТ различных электронных устройств с положительной обратной связью (ПОС), в которых усиление по петле ПОС должно превышать единицу.
Поставленная задача достигается тем, что в неинвертирующем усилителе тока на фиг. 1, содержащем источник входного токового сигнала 1, связанный с эмиттером первого 2 выходного транзистора, первый 3 токостабилизирующий двухполюсник, включенный между эмиттером первого 2 выходного транзистора и первой 4 шиной источника питания, второй 5 выходной транзитор, колллектор которого соединен с токовым выходом устройства 6 и коллетором первого 2 выходного транзистора, база связана с источником напряжения смещения 7, а эмиттер через второй 8 токостабилизирующий двухполюсник подключен к первой 4 шине источника питания, двухполюсник нагрузки 9, включенный между токовым выходом устройства 6 и второй 10 шиной источника питания, предусмотрены новые элементы и связи - в схему введен дополнительный транзистор 11, база которого соединена с эмиттером первого 2 выходного транзистора, коллектор связан со второй 10 шиной источника питания, эмиттер соединен с первой 4 шиной источника питания через третий 12 токостабилизирующий двухполюсник и через дополнительный конденсатор 13 связан с эмиттером второго 5 выходного транзистора, причем базы первого 2 и второго 5 выходных транзиторов соединены друг с другом.
На фиг. 1 показана схема НУТ-прототипа, а на фиг. 2 - схема заявляемого устройства в соответствии с формулой изобретения.
На фиг. 3 приведена схема заявляемого устройства фиг. 2 в среде PSpice на радиационно-зависимых моделях интегральных транзисторов АБМК_1.3 НПО «Интеграл» (г. Минск).
На фиг. 4 показаны амплитудно-частотные характеристики коэффициента усиления по току НУТ на фиг. 2 при разных значениях емкости дополнительного конденсатора C1=C13. При этом схема на фиг. 3 при C1=C13=0Ф соответствует по характеристикам схеме НУТ-прототипа на фиг. 1.
Неинвертирующий усилитель переменного тока на фиг. 2 содержит источник входного токового сигнала 1, связанный с эмиттером первого 2 выходного транзистора, первый 3 токостабилизирующий двухполюсник, включенный между эмиттером первого 2 выходного транзистора и первой 4 шиной источника питания, второй 5 выходной транзитор, колллектор которого соединен с токовым выходом устройства 6 и коллетором первого 2 выходного транзистора, база связана с источником напряжения смещения 7, а эмиттер через второй 8 токостабилизирующий двухполюсник подключен к первой 4 шине источника питания, двухполюсник нагрузки 9, включенный между токовым выходом устройства 6 и второй 10 шиной источника питания. В схему введен дополнительный транзистор 11, база которого соединена с эмиттером первого 2 выходного транзистора, коллектор связан со второй 10 шиной источника питания, эмиттер соединен с первой 4 шиной источника питания через третий 12 токостабилизирующий двухполюсник и через дополнительный конденсатор 13 связан с эмиттером второго 5 выходного транзистора, причем базы первого 2 и второго 5 выходных транзисторов соединены друг с другом.
Рассмотрим работу схемы на фиг. 2 для случая, когда реактивное сопротивление конденсатора 13 (2πfC13)-1=Z13 значительно меньше rэ11 и rэ5, где rэ11 - сопротивление эмиттера дополнительного транзистора 11, а rэ5 - сопротивление эмиттера второго 5 выходного транзистора.
Если входной ток НУТ на фиг. 2 изменяется на величину iвх, то это вызывает следующие изменения токов в схеме:
Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000004
где
Figure 00000005
;
Figure 00000006
;
Figure 00000007
;
ϕт=26 мВ - температурный потенциал;
I3, I12, I8 - статические токи первого 3, второго 8 и третьего 12 токостабилизирующих двухполюсников соответственно.
После преобразования формулы (4) можно получить, что коэффициент передачи по току Ki схемы НУТ на фиг. 2 определяется формулой:
Figure 00000008
За счет выбора отношения статических токов I3, I12, I8 можно изменять коэффициент передачи по току Ki в пределах: Ki=α2+(α2+α5), т.е. в диапазоне от 0,99 до 2 единиц. Если все токи выбирать одинаковыми, то Ki=1,5. В большинстве случаев это достаточно для построения на основе НУТ на фиг. 2, например RC-фильтров и генераторов с положительной RC- или RLC-обратной связью.
Таким образом, предлагаемое устройство имеет существенное преимущество в сравнении с прототипом - обеспечивает неинвертирующее усиление по току больше единицы. Это позволяет создавать на его основе различные электронные схемы, в которых по условиям работоспособности необходимо иметь усиление по петле положительной обратной связи больше единицы.
Источники информации
1. Заявка на патент WO 2007/046732 fig. 5
2. Заявка на патент WO 2008/026599
3. Патент US 6.172.549 fig. 4
4. Патент RU 2.519.558 fig. 2
5. Патент US 7.728.673 fig. 1
6. Заявка на патент US 2010/0013562 fig. 2
7. Патент US 5.929.710 fig. 3
8. Патент ЕР 0623993 fig. 2
9. Патент US 6.611.172 fig. 1
10. Патент US 5.900.774 fig. 1
11. Патент ЕР 0385547 fig. 7
12. Патент US 6.107.886 fig. 2
13. Патент US 5.218.319 fig. 3
14. Патент ЕР 0648010 fig. 3
15. Патент US 7.123.091 fig. 1
16. Патент US 4.890.067 fig. 2
17. Патент US 3.510.791 fig. 3
18. Патент US 4.024.462 fig. 1
19. Патент US 4.706.038 fig. 2
20. Патент US 6.806.778 fig. 2
21. Патент US 7.692.492 fig. 4
22. Патент US 7.436.262 fig. 2
23. Патент US 7.834.695 fig. 8
24. Патент US 7.088.174 fig. 4
25. Патент US 4.547.744 fig. 2
26. Патент US 6.798.285 fig. 2
27. Патент US 3.694.763 fig. 1
28. Патент US 4.914.533 fig. 2
29. Патент US 4.219.839 fig. 7
30. Патент ЕР 0767989

Claims (1)

  1. Неинвертирующий усилитель переменного тока, содержащий источник входного токового сигнала (1), связанный с эмиттером первого (2) выходного транзистора, первый (3) токостабилизирующий двухполюсник, включенный между эмиттером первого (2) выходного транзистора и первой (4) шиной источника питания, второй (5) выходной транзистор, колллектор которого соединен с токовым выходом устройства (6) и коллектором первого (2) выходного транзистора, база связана с источником напряжения смещения (7), а эмиттер через второй (8) токостабилизирующий двухполюсник подключен к первой (4) шине источника питания, двухполюсник нагрузки (9), включенный между токовым выходом устройства (6) и второй (10) шиной источника питания, отличающийся тем, что в схему введен дополнительный транзистор (11), база которого соединена с эмиттером первого (2) выходного транзистора, коллектор связан со второй (10) шиной источника питания, эмиттер соединен с первой (4) шиной источника питания через третий (12) токостабилизирующий двухполюсник и через дополнительный конденсатор (13) связан с эмиттером второго (5) выходного транзистора, причем базы первого (2) и второго (5) выходных транзисторов соединены друг с другом.
RU2016147102A 2016-11-30 2016-11-30 Неинвертирующий усилитель переменного тока RU2642338C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016147102A RU2642338C1 (ru) 2016-11-30 2016-11-30 Неинвертирующий усилитель переменного тока

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016147102A RU2642338C1 (ru) 2016-11-30 2016-11-30 Неинвертирующий усилитель переменного тока

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2642338C1 true RU2642338C1 (ru) 2018-01-24

Family

ID=61023683

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016147102A RU2642338C1 (ru) 2016-11-30 2016-11-30 Неинвертирующий усилитель переменного тока

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2642338C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115268558A (zh) * 2022-08-22 2022-11-01 苏州智而卓数字科技有限公司 电压与电流通用输出接口电路

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5291149A (en) * 1992-03-30 1994-03-01 Murata Manufacturing Co., Ltd. Operational amplifier
US5786731A (en) * 1996-03-29 1998-07-28 National Semiconductor Corporation Class AB complementary transistor output stage having large output swing and large output drive
US6166603A (en) * 1998-12-02 2000-12-26 Maxim Integrated Products, Inc. Class-ab output stages with improved distortion performance
RU2275736C1 (ru) * 2004-11-24 2006-04-27 Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса (ЮРГУЭС) Выходной каскад усилителя мощности
WO2007046632A1 (en) * 2005-10-18 2007-04-26 Amorepacific Corporation Cationic polymer nanoparticles encapsulating an active ingredients, and the cosmetic composition containing the same
RU2319289C1 (ru) * 2006-07-13 2008-03-10 ГОУ ВПО "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ЮОГУЭС) Двухтактный дифференциальный усилитель
RU2534455C1 (ru) * 2013-05-16 2014-11-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") Быстродействующий датчик физических величин с потенциальным выходом
RU2536380C1 (ru) * 2013-05-14 2014-12-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") Высокочастотный аттенюатор

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5291149A (en) * 1992-03-30 1994-03-01 Murata Manufacturing Co., Ltd. Operational amplifier
US5786731A (en) * 1996-03-29 1998-07-28 National Semiconductor Corporation Class AB complementary transistor output stage having large output swing and large output drive
US6166603A (en) * 1998-12-02 2000-12-26 Maxim Integrated Products, Inc. Class-ab output stages with improved distortion performance
RU2275736C1 (ru) * 2004-11-24 2006-04-27 Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса (ЮРГУЭС) Выходной каскад усилителя мощности
WO2007046632A1 (en) * 2005-10-18 2007-04-26 Amorepacific Corporation Cationic polymer nanoparticles encapsulating an active ingredients, and the cosmetic composition containing the same
RU2319289C1 (ru) * 2006-07-13 2008-03-10 ГОУ ВПО "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ЮОГУЭС) Двухтактный дифференциальный усилитель
RU2536380C1 (ru) * 2013-05-14 2014-12-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") Высокочастотный аттенюатор
RU2534455C1 (ru) * 2013-05-16 2014-11-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") Быстродействующий датчик физических величин с потенциальным выходом

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115268558A (zh) * 2022-08-22 2022-11-01 苏州智而卓数字科技有限公司 电压与电流通用输出接口电路
CN115268558B (zh) * 2022-08-22 2024-03-22 苏州智而卓数字科技有限公司 电压与电流通用输出接口电路

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI452810B (zh) 電源轉換器的混合式補償電路及方法
CN107209211B (zh) 用于罗戈夫斯基线圈传感器的电子积分器
RU2432669C1 (ru) Широкополосный усилитель
Avireni et al. Grounded resistance/capacitance-controlled sinusoidal oscillators using operational transresistance amplifier
CN103675404A (zh) 感测和调节电感器中的电感器电流的方法、装置和系统
CN104079164A (zh) 一种有源emi滤波器及电源管理装置
RU2428786C1 (ru) Каскодный усилитель
RU2642338C1 (ru) Неинвертирующий усилитель переменного тока
RU2684489C1 (ru) Буферный усилитель на комплементарных полевых транзисторах с управляющим p-n переходом для работы при низких температурах
US20180109227A1 (en) Amplifier with adjustable gain
CN103427771B (zh) Btl型差动式音频功率放大电路
RU2428736C1 (ru) Устройство формирования двухполярного опорного напряжения с пониженным уровнем шумов
RU2693924C1 (ru) Генератор хаотических колебаний
RU2390919C1 (ru) Управляемый усилитель переменного тока
RU2672474C1 (ru) Устройство формирования опорного напряжения с пониженным уровнем шумов
RU2422981C1 (ru) Дифференциальный усилитель переменного тока
Li RC oscillators based on high‐Q frequency‐selecting network
Koksal Realization of a general all‐pole current transfer function by using CBTA
Phianpranthong et al. Mixed-mode Multiphase Sinusoidal Oscillators using Differential Voltage Current Conveyor Transconductance Amplifiers and Only Grounded Passives Components
RU2421882C1 (ru) Двухкаскадный вч-усилитель
RU2394364C1 (ru) Двухканальный управляемый усилитель переменного тока
RU2604879C9 (ru) Неинвертирующий повторитель напряжения
RU2671856C1 (ru) Устройство формирования опорного напряжения с пониженным уровнем шумов
RU2676755C1 (ru) Устройство формирования опорного напряжения с пониженным уровнем шумов
Stănescu et al. Designing and testing of a second order active RC low-pass filter with different quality factors

Legal Events

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

Effective date: 20181201