SU1334362A1 - Дифференциальный усилитель - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиотехнике . Цель изобретени  - расширение выходного динамического- диапазона по току. Дифференциальный усилитель (ДУ) содержит транзисторы 1-4 генератор 5 тока, отражатели 6-10 тока (ОТ), диоды 11-14, повторители 15 и 16 тока и источники 17 и 18 напр жени . Если входной сигнал ДУ таков, . что не требуетс  отдавать ток в нагрузку , то ДУ потребл ет от источника 17 ток в три раза больишй тока генератора , который может быть выбран достаточно малым. Если входной сигнал таков, что нагрузка требует тока, то и ДУ потребл ет от источника 17 ток, пропорциональный току нагрузки. Цель достигаетс  введением ОТ 9 и 10 и диодов 13 и 14., с помощью которых на выходе ДУ можно получить любой ток, требуемый нагрузкой. 1 ил. (Л С#9 со 4 :о 1 чэ

Description

Изобретение относитс  к радиотехнике , в частности к усилител м с дифференциальным входом,

Цель изобретени  - расширение выходного динамического диапазона по току.

На чертеже показан предлагаемый усилитель.

Дифференциальный усилитель содержит первые транзисторы 1 и 2, вторые транзисторы 3 и 4, генератор 5 ток, первый, второй, третий, четвертый и п тый отражатели 6-10 тока, первый второй, третий и четвертый диоды 11- 14, первый и второй повторители 15 и 16 тока, первый и второй источники 17 и 18 напр жени .

Дифферен циальньш усилитель-работает следующим образом.

Дифференциальный входной сигнал поступает на базы, первых транзисторо 1 и 2, которые  вл ютс  входами дифференциального усилител . Если дифференциальный сигнал равен нулю, то первые транзисторы 1 и 2 открыты одинаково и через них протекают равные токи, которые отражаютс  первым и вторым отражател ми 6 и 7 тока и с их вторых выводов поступают на соответствующие входы управлени  п того и четвертого отражателей 9 и 10 тока через вторые транзисторы 3 и 4. При этом токи с первых выходов первого и второго отражателей 6 и 7 тока оказываютс  равными токам с выходов п того и четвертого отражателей 10 и 9 тока. Поэтому пр мосмещенные диоды 11-14 не открываютс  и добавлени  тока дл  дифференциального усилител  не происходит.

Токи с опорных входов первого и второго отражателей 6 и 7 тока, пропорциональные коллекторньм токам первых , транзисторов 1 и 2, втекают в эмиттеры транзисторов первого и второго .повторителей 15 и 16 тока, включенных по схеме с общей базой относительно второго источника 18 напр жени . Коллекторный ток транзистора первого повторител  15 тока втекает JB вход управлени  третьего отражател  8 тока и отражаетс  на его вьосоде где из него вычитаетс  коллекторньй ток транзистора второго повторител  16 тока.

Таким образом, при отсутствии диф ференциально го сигнала на входе дифференциального усилител  ток на его

выходе равен нулю. В это врем  дифференциальный усилитель потребл ет от первого источника 17 напр жени  в три раза больший ток, чем задан генератором 5 тока,поскольку через опорные входы первого и второго отражателей 6 и 7 тока протекают в три раза большие токи .чем через их входы управлени ,

При по влении на входах дифференциального сигнала, например, такого, что первьй транзистор 2 открываетс  силь- . нее, чем третий транзистор 1, коллекторный ток первого транзистора 2 становитс  больше коллекторного тока первого транзистора 1. Коллекторный ток первого транзистора 2 отражаетс  вторым отражателем 7 тока и попадает с его второго выхода на эмиттер второго транзистора 4.

С коллектора второго транзистора- 4 ток, попада  на вход управлени  четвертого отражател .9 тока, по вл етс  на его выходе, где от него

отнимаетс  ток, равный коллекторному току первого транзистора 1 с первого выхода первого отражател  6 тока. Поскольку коллекторный ток перво.го транзистора 2 больше коллекторного

тока первого транзистора 1, третий диод 13 открываетс  и через него протекает ток, равньй разнице токов в коллекторах первых транзисторов 1 и 2, что увеличивает выходной ток

дифференциального усилител . При э-гом ток на выходе п того отражател  10 тока меньше тока на первом выходе второго отражател  7 тока. Разностный ток через открывшийс  в этом случае второй

диод 12 протекает в эмиттер второго транзистора 4 и через его коллектор - в вход управлени  четвертого отражател  9 тока, отражаетс  на его выходе и суммируетс  через третий диод 13 с

током генератора 5 тока. Это увеличивает модуль разности токов в коллекторах первых транзисторов 1 и 2, что увеличивает ток через третий диод 13. На выходе дифференциального усилител  протекает ток в три раза больший, чем разница токов в коллекторах первых транзисторов 1 и 2, поскольку через опорные входы первого и второго отражателей тока 6 и 7 протекают в

три раза большие токи, чем через их входы управлени .

Процесс нарастани  тока на выходе дифференциального усилител  протекает до тех пор. Пока там не устанавлива31334362

етс  напр жение, заданное входным ди- требует тока, то и дифференциальный фференциальным сигналом и цеп ми от- усилитель будет потребл ть ток от рицательной обратной св зи (не указа- первого источника 17 напр жени  про- ны) . В этом состо нии ток через тре- порциональный току нагрузки.

тий диод 13 не нарастает.поскольку .

Claims (2)

1. Формулаизобретени  это увеличивает разностньш ток через

   коллекторы первьк транзисторов -1 и 2 Дифференциальный усилитель, содер- и приводит к падению напр жени  на жащий первый и второй транзисторы в выходе дифференциального усилител , ю каждом плече, базы которых объединены что приводит к запиранию первого и  вл ютс  входами дифференциального транзистора 2 и не дает увеличитьс  усилител , эмиттеры первых транзисто- разностному току через коллекторы ров объединены и через генератор тока первых транзисторов 1 и 2. Очевидно. соединены с общей шиной, а также пер- пока не измен етс  входной дифферен- is вый и второй отражатели тока, выходы циальный сигнал, разностный ток в которых соединены с первыми выводами коллекторах первых транзисторов 1 первого и второго диодов соответствен- и 2 не уменьшаетс , поскольку это при но, при этом опорные входы первого приводит к приоткрыванию через цепи и второго отражателей тока через пёр- .обратной св зи первого транзистора 20 вый и второй повторители тока соеди- 2 и увеличению разностного тока до нены с выходом и входом третьего от- нужной (требуемой нагрузкой дифферен- ражател  тока соответственно, о т - циального усилител ) величины. личающийс  тем, что, с цеПри по влении на входах дифферен.- лью расширени  выходного динамическо- циального сигнала другого знака, ко- 25 го диапазона по току, первый и второй торый сильнее открывает лервый тран- отражатели тока выполнены с дополни- зистор 1 по сравнению с первым тран- тельными выходами, которые соединены зистором 2, процесс нарастани  выход- с коллекторами первых транзисторов ного тока происходит аналогично, толь- дифференциального усилител  соответст- ко теперь открываютс  первый диод 30 венно, а входы первого и второго от- 11, через который протекает разност- ражателей тока сбединены с эмиттера- ный коллекторный ток первых транзис- ми вторых транзисторов дифференциаль- торов 1 и 2, и четвертьй диод 14, ного усилител  и вторыми выводами пер- через который протекает двойной раз- вого и второго диодов соответствен- ностный коллекторный ток первых тран- -g но, при этом между выходом первого зисторов 1 и
2. 2. В этом случае с током отражател  тока и коллектором второго генератора 5 тока суммируетс  ток, транзистора второго плеча дифферен- пропорциональный модулю разности то- циального усилител  введен четвертый ков в коллекторах первых транзисторов отражатель тока, между выходом второ- 1 и 2, что дает возможность получить 40 го отражател  тока и коллектором вто- на выходе дифференциального усили- рого транзистора первого плеча введен тел  любой ток, требуемый нагрузкой. п тый отражатель тока, между входами

   Таким образом, если входной сигнал четвертого и п того отражателей тока дифференциального усилител  таков, и общей эмиттерной цепью первых тран- что не требуетс  отдавать ток в наг- 5 зисторов дифференциального усилител  рузку, то дифференциальный усилитель введены третий и четвертый диоды потребл ет от первого источника 17 соответственно, при этом вторые тран- напр жени  ток, в три рази больший зисторы имеют структуру противополож- тока генератора 5 тока, который может ную структуре первых транзисторов, быть выбран достаточно малым. Если gQ а выходом  вл етс  вход третьего от- же входной сигнал таков, что нагрузка ражател  тока.