SU1401559A1 - Broad-band current amplifier - Google Patents

Broad-band current amplifier Download PDF

Info

Publication number
SU1401559A1
SU1401559A1 SU853999722A SU3999722A SU1401559A1 SU 1401559 A1 SU1401559 A1 SU 1401559A1 SU 853999722 A SU853999722 A SU 853999722A SU 3999722 A SU3999722 A SU 3999722A SU 1401559 A1 SU1401559 A1 SU 1401559A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
transistors
output
input
current generator
bias voltage
Prior art date
Application number
SU853999722A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Мойсеевич Немировский
Борис Николаевич Лисенков
Original Assignee
Предприятие П/Я Г-4493
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 Предприятие П/Я Г-4493 filed Critical Предприятие П/Я Г-4493
Priority to SU853999722A priority Critical patent/SU1401559A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1401559A1 publication Critical patent/SU1401559A1/en

Links

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к радиоизмерительной технике. Цель изобретени  - noBbiujeHHe точности компенсации АЧХ в широком диапазоне температур. Дл  достижени  цели в устр-во введены источник 15 посто нного напр жени , датчик 16 температуры , блок 17 вычитани , делитель 18 напр жени , формирователь 19 напр жени  смещени . Формирователь 19 выполнен на операционном усилителе 20, резистора.х 21 и 22, дополнительном управл ющем генераторе 23 тока. В результате температурной стабилизации коэффициента усилени  и полосы пропускани  форма АЧХ щирокополосного усилител  тока сохран етс  неизменной в щи- роком диапазоне температур. В случае использовани  датчика 16 температур с цифровым выходом функции источника 15 (элемент пам ти), блока 17 вычитани  и делител  18 напр жени  м. б. выполнены микропроцессорным контроллером. I з. п. ф-лы, I ил.This invention relates to a radio measuring technique. The purpose of the invention is noBbiujeHHe accuracy of compensation of the frequency response in a wide temperature range. To achieve the goal, a constant voltage source 15, a temperature sensor 16, a subtraction unit 17, a voltage divider 18, a bias voltage driver 19 are entered into the device. The former 19 is configured on an operational amplifier 20, a resistor x 21 and 22, an additional control current generator 23. As a result of the temperature stabilization of the gain and bandwidth, the shape of the frequency response of the wideband current amplifier remains unchanged over a wide temperature range. In the case of using a temperature sensor 16 with a digital output of a source 15 function (memory element), a subtractor 17 and a voltage divider 18, b. made by microprocessor controller. I h. the item of f-ly, I ill.

Description

ВЫ)YOU)

о -about -

Изобретение относитс  к радиоизмерительной технике и может использоватьс  в широкополосных усилител х дл  осциллографов и цифровых вольтметров.This invention relates to radio metering technology and can be used in wideband amplifiers for oscilloscopes and digital voltmeters.

Цель изобретени  - повышение точности компенсации амплитудно-частотной харак- тepиcтJiки в широком диапазоне температур.The purpose of the invention is to improve the accuracy of compensation of the amplitude-frequency characteristic JIKI in a wide range of temperatures.

На чертеже представлена структурна  электрическа  схема широкополосного усилител  тока.The drawing shows a structural electrical circuit of a broadband current amplifier.

Напр жение на выходе источника 15 посто нного напр жени  устанавливают таким , чтобы при нормальной температуре ( К) напр жение на выходе блока 17 вычитани  было равно нулю. При этом исШирокополосный усилитель тока содер- IQ точник 15 выполн ет функции элемента пажит входной каскад 1, выполненный на первом 2 и втором 3 выходных транзисторах, транзисторах 4 и 5 в диодном включении, первом 6 и втором 7 управл емых генераторах тока, N каскадов 8i, ..., 8 усилени ,The voltage at the output of the constant voltage source 15 is set such that, at a normal temperature (K), the voltage at the output of the subtracting unit 17 is zero. At the same time, the Broadband Current Amplifier, the IQ-Finder 15, performs the functions of the input stage cascade 1, performed on the first 2 and second 3 output transistors, transistors 4 and 5 in the diode switching on, the first 6 and second 7 controlled current generators, N stages 8i , ..., 8 amps,

каждый из которых выполнен на первом, 5 мальной температуре, втором, третьем, четвертом транзисторах 9-12 соответственно U третьих управл емых генераторах 13 тока, при этом первый, второй , третьи управл емые генераторы 6, 7 и 13 тока соответственно выполнены на тран- ., венно равны зисторах и резисторе 14 в их эмиттерной цепи, источник 15 посто нного напр жени , датчик 16 температуры, блок 17 вычитани , делитель 18 напр жени , формирователь 19 напр жени  смещени , выполненный на операционном усилителе 20, первом 21 и вто- 25 ром 22 резисторах, дополнительном управл ющем ген1ераторе 23 тока, выполненном на транзисторе и резисторе в его эмиттерной цепи.each of which is made on the first, 5th temperature, second, third, fourth transistors 9-12, respectively, U of the third controlled current generators 13, the first, second, third controlled generators 6, 7 and 13 of the current respectively ., are exactly equal to the resistors and the resistor 14 in their emitter circuit, a constant voltage source 15, a temperature sensor 16, a subtraction unit 17, a voltage divider 18, a bias voltage driver 19, performed on the operational amplifier 20, the first 21, and the second 25 rum 22 resistors, optional yuschem gen1eratore control current 23, performed on the transistor and resistor in its emitter circuit.

Широкополосный усилитель тока работает следующим образом.Broadband current amplifier operates as follows.

Усиливаемый сигнал подаетс  на вход входного каскада 1. Приращение напр жений на р-«-переходах первой пары дифференциально включенных транзисторов 4 и 5 приводит к относительному изменению токаThe amplified signal is fed to the input of the input stage 1. The voltage increment on the p - “- junctions of the first pair of differentially connected transistors 4 and 5 leads to a relative change in current

м ти, поскольку сохран ет установленное значение напр жени  независимо от изменени  внешних условий, т. е. запоминает напр жение, соответствующее выходному сигналу датчика 16 температуры при норКоэффициент усилени  по току /(, (на низких частотах) и полоса пропускани  А/ широкополосного усилител  тока соответст C ,(/,+/2+...+/N)//i; &.Ц (/2-)/Ко,since it saves the set value of the voltage regardless of changes in the external conditions, i.e. it remembers the voltage corresponding to the output signal of the temperature sensor 16 at the current amplification factor / (, (at low frequencies) and the bandwidth of the A / wideband amplifier current corresponds to C, (/, + / 2 + ... + / N) // i; & C. (/ 2 -) / Ko,

где/1,/2, ...,/„-суммарные эмиттерные токи второй дифференциальной пары транзисторов 2, 3 и 12, 11;where / 1, / 2, ..., / „are the total emitter currents of the second differential pair of transistors 2, 3 and 12, 11;

-коэффициент усилени  одного каскада усилени ;- gain coefficient of one cascade of gain;

-число каскадов усилени .- number of stages of amplification.

КоTo

1-11-1

4-14-1

NN

30thirty

и его полосы пропускани  Д1 , завис щей от граничной частоты транзисторов /. С изменением температуры окружающей средыand its bandwidth D1, depending on the cut-off frequency of the transistors. With a change in ambient temperature

Величины Ki и Л/ определ ют форму амплитудно-частотной характеристики широкополосного усилител  тока. Поэтому дл  стабилизации формы амплитудно-частотной характеристики в широком диапазоне температур осуществл етс  стабилизаци  егоThe quantities Ki and L / determine the shape of the amplitude-frequency characteristic of the broadband current amplifier. Therefore, to stabilize the shape of the amplitude-frequency characteristic over a wide range of temperatures, it is stabilized.

ч ерез эти пeVexVды.Пocкoлькy на пр жение 35 коэффициента усилени  К/, который зависит на р-«-переходах (база-эмиттер) транзис- от соотношени  токов поко  всех каскадов торов 4 и 5 первой дифферециальной пары и транзисторов 3 и 2 второй дифференциальной пары входного каскада 1 поддерживаетс  в балансе, то при воздействии входного 40 гранична  частота / транзисторов изме- сигнала на р-и-переход с малым начальным н етс  обратно пропорционально относительthrough these peVexVdy. A series of 35 gain factors K /, which depends on the p - «- transitions (base-emitter) transis, depends on the ratio of the quiescent currents of all cascades of tori 4 and 5 of the first differential pair the input cascade 1 pair is kept in balance, then when the input 40 is applied, the cut-off frequency / transistor of the signal changes to the p-junction with a small initial value inversely proportional to the relative

ному изменению температуры Т (по Кельвину ) Л/.,ЗЗАГ/Г. С другой стороны гранична  частота / определ етс  протекающим через транзисторы током 7у , причемa change in temperature T (Kelvin) L /., ЗЗГ / Г. On the other hand, the cut-off frequency / is determined by the current 7 y flowing through the transistors, and

мы создают г-п-переходы транзисторов 9 45 значение граничной частоты f пр мо про- и 10 и транзисторов 11 и 12 каскадов 8i, ...порционально протекающему току /, т. е.we create rn-junctions of transistors 9 45 the value of the boundary frequency f directly pro-and 10 and transistors 11 and 12 of the cascades 8i, ... proportionally to the flowing current /, i.e.

, где т - коэффициент пропорциональности (Гц/А). Это позвол ет скомпенсировать температурные изменени  граничной частоты / транзисторов соответствуютель 20 в формирователе 19 стабилизирует 50 щим изменением тока через него, причем коллекторный ток генератора 23, подклю- указанное изменение должно быть пр мо ченного к выходу операционного усилител  20, независимо от температурного изменени  напр жени  эмиттер-база и напр жени  питани . При этом напр жени  на-г--.,гwhere t is the proportionality coefficient (Hz / A). This makes it possible to compensate for temperature changes in the cut-off frequency / transistors corresponding to the 20 in the driver 19 stabilizes 50 by changing the current through it, and the collector current of the generator 23, the connected change must be direct to the output of the operational amplifier 20, regardless of the temperature variation of the voltage emitter base and supply voltage. In this case, the voltage on -g., G

базах транзисторов генераторов 6, 7 и 13 55 р задаетс  коэффициентом передачи бло- равно напр жению на базе транзистора гене- ка 17 вычитани , ратора 23 в формирователе 19. Следовательно , падение напр жени  на всех резистотоком (транзисторы 4 и 5) формируетс  усиленное приращение тока на р-«-переходах второй дифференциальной пары транзисторов 2 и 3. Аналогичные балансные схе8ц усилени .The bases of the transistors of the generators 6, 7 and 13 55 p are set by the transfer coefficient to the voltage equal to the base of the transistor genus 17 subtraction, the rator 23 in the driver 19. Consequently, the voltage drop across all resistors (transistors 4 and 5) is formed by an increased increment current to p - "- the transitions of the second differential pair of transistors 2 and 3. Similar balanced circuits gain.

При нормальной температ уре окружающей среды ( К) операционный усилипропорционально относительному изменению температуры АГ/7. Коэффициент пропорциональности между относительными изменени ми температуры и тока через транзистоКогда температура окружающей среды отличаетс  от нормальной, то на выходеAt normal ambient temperature (K), the operational amplification is relative to the relative change in temperature AG / 7. The coefficient of proportionality between the relative changes in temperature and current through a transistor. When the ambient temperature is different from normal, then the output

pax 14 равно и это равенство сохран етс  независимо от величины температурного изменени  напр жени  эмиттер-база транзисторов генераторов 6, 7 и 13 и напр жени  питани .pax 14 is equal and this equality is preserved regardless of the magnitude of the temperature variation of the emitter-base voltage of the transistors of the 6, 7 and 13 generators and the supply voltage.

Напр жение на выходе источника 15 посто нного напр жени  устанавливают таким , чтобы при нормальной температуре ( К) напр жение на выходе блока 17 вычитани  было равно нулю. При этом ис точник 15 выполн ет функции элемента памальной температуре, енно равны The voltage at the output of the constant voltage source 15 is set such that, at a normal temperature (K), the voltage at the output of the subtracting unit 17 is zero. In this case, the source 15 performs the functions of an element that is equal to the temperature

м ти, поскольку сохран ет установленное значение напр жени  независимо от изменени  внешних условий, т. е. запоминает напр жение, соответствующее выходному сигналу датчика 16 температуры при нормальной температуре, венно равны since it saves the set value of the voltage regardless of changes in the external conditions, i.e. it remembers the voltage corresponding to the output signal of the temperature sensor 16 at normal temperature, equal to

Коэффициент усилени  по току /(, (на низких частотах) и полоса пропускани  А/ широкополосного усилител  тока соответстмальной температуре, венно равны The gain of the current / (, (at low frequencies) and the passband A / of the broadband current amplifier, respectively, are equal to

C,(/,+/2+...+/N)//i; &.Ц (/2-)/Ко,C, (/, + / 2 + ... + / N) // i; & .С (/ 2 -) / Ko,

где/1,/2, ...,/„-суммарные эмиттерные токи второй дифференциальной пары транзисторов 2, 3 и 12, 11;where / 1, / 2, ..., / „are the total emitter currents of the second differential pair of transistors 2, 3 and 12, 11;

-коэффициент усилени  одного каскада усилени ;- gain coefficient of one cascade of gain;

-число каскадов усилени .- number of stages of amplification.

КоTo

1-11-1

4-14-1

NN

и его полосы пропускани  Д1 , завис щей от граничной частоты транзисторов /. С изменением температуры окружающей средыand its bandwidth D1, depending on the cut-off frequency of the transistors. With a change in ambient temperature

коэффициента усилени  К/, который зависит от соотношени  токов поко  всех каскадов гранична  частота / транзисторов изме- н етс  обратно пропорционально относитель the gain factor K /, which depends on the ratio of the quiescent currents of all the stages, the cut-off frequency / of the transistors varies inversely with respect to

щим изменением тока через него, причем указанное изменение должно быть пр мо -г--.,гcurrent change through it, and the change should be directly -r -., g

р задаетс  коэффициентом передачи бло- ка 17 вычитани ,  p is defined by the transfer coefficient of subtraction block 17,

пропорционально относительному изменению температуры АГ/7. Коэффициент пропорциональности между относительными изменени ми температуры и тока через транзисто р задаетс  коэффициентом передачи бло- ка 17 вычитани , proportional to the relative change in temperature AG / 7. The coefficient of proportionality between the relative changes in temperature and current through the transistor p is determined by the transfer coefficient of the block 17

Когда температура окружающей среды отличаетс  от нормальной, то на выходеWhen the ambient temperature is different from normal, then the output

делител  18 формируетс  напр жение, пропорциональное относительному изменению температуры АГ/Г (по Кельвину). На вход делимого с выхода блока 17 поступает напр жение , пропорциональное абсолютному изменению температуры АГ, а на вход делител  - напр жение, пропорциональное абсолютному значению температуры Т окружающей среды. При этом ток транзистора генератора 23 в формирователе 19, а вместе с ним и токи всех транзисторов генераторов 6, 7 и 13, определ ющие токи поко  соответствующих каскадов, измен ютс  пропорционально относительному изменению температуры по Кельвину. Следовательно, температурные изменени  граничной частоты / транзисторов компенсируютс  одновременным изменением тока поко  A/N всех транзисторов . В результате стабилизации величины / обеспечиваетс  посто нство полосы пропускани  А/ широкополосного усилител  тока в широком диапазоне температур. При этом дл  сохранени  общего коэффициента усилени  в широкополосном усилителе тока обеспечиваетс  одинаковое относительное изменение коллекторных токов (токов поко ) транзисторов всех каскадов.the divider 18 is formed by a voltage proportional to the relative change in temperature AG / G (Kelvin). The input proportional to the output of block 17 receives a voltage proportional to the absolute change in temperature AG, and the input to the divider is supplied to a voltage proportional to the absolute value of the temperature T of the environment. At the same time, the current of the transistor of the generator 23 in the driver 19, and with it the currents of all the transistors of the generators 6, 7 and 13, determining the quiescent currents of the respective stages, changes in proportion to the relative temperature change in Kelvin. Therefore, the temperature variations of the cut-off frequency / transistors are compensated for by the simultaneous change in the quiescent current A / N of all the transistors. As a result of the stabilization of the magnitude /, the bandwidth A / of the broadband current amplifier is constant over a wide range of temperatures. At the same time, to maintain the overall gain in the broadband current amplifier, the same relative change in the collector currents (quiescent currents) of the transistors of all stages is provided.

В результате температурной стабилизации коэффициента усилени  и полосы пропускани  форма амплитудно-частотной характеристики широкополосного усилител  тока сохран етс  неизменной в широком диапазоне температур.As a result of the temperature stabilization of the gain and bandwidth, the shape of the amplitude-frequency characteristic of the broadband current amplifier remains unchanged over a wide range of temperatures.

В случае использовани  датчика температуры с цифровым выходом функции источника 15 (элемент пам ти), блока 17 вычитани  и делител  18 напр жени  могут быть выполнены микропроцессорным контроллером .In the case of using a temperature sensor with a digital output of the function of source 15 (memory element), subtractor 17, and voltage divider 18 can be performed by a microprocessor controller.

Claims (2)

1. Широкополосный усилитель тока, содержащий входной каскад и N каскадов усилени , каждый из которых выполнен на первом и втором транзисторах, включенных по схеме с общей базой, при этом первые и вторые транзисторы всех каскадов включены последовательно по посто нному току с одноименными соответственно первым и1. A broadband current amplifier containing an input stage and N amplification stages, each of which is made on the first and second transistors connected according to a common base circuit, the first and second transistors of all the stages connected in series with a constant current of the same name, respectively, and вторым выходными транзисторами входного каскада, включенными по схеме с общим эмиттером, эмиттеры которых объединены и через первый управл емый генератор тока соединены с первой шиной источника питани , базы объединены через соответствующие транзисторы в диодном включении, точка соединени  эмиттеров которых через второй управл емый генератор токе подключена к первой шине источника питани ,the second output transistors of the input cascade connected according to the common emitter circuit, the emitters of which are combined and connected to the first power supply bus through the first controlled current generator, the bases connected via the corresponding transistors in the diode connection, the emitter connection point of which is connected through the second controlled current generator to the first power supply bus, 0 при этом в каждом каскаде усилени  эмиттеры первого и второго транзисторов соединены с базами соответственно третьего и четвертого транзисторов, эмиттеры которых объединены и через третий управл емый генератор тока подключены к первой щине источника питани , а коллекторы подключены к коллекторам соответственно второго и первого транзисторов, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности компенсации амплитудно-частотной характеристи0 ки в широком диапазоне температур, введены источник посто нного напр жени , датчик температуры, блок вычитани , делитель напр жени  и формирователь напр жени  смещени , выход которого подключен к управл ющим входам первого, второго и третьих управл емых генераторов тока, при этом выходы источника посто нного напр жени  и датчика температуры подключены к соответствующим входам блока вычитани , выход которого соединен с входом делимого0, in each stage of amplification, the emitters of the first and second transistors are connected to the bases of the third and fourth transistors, respectively, the emitters of which are combined and through the third controlled current generator are connected to the first power supply terminal, and the collectors are connected to the collectors of the second and first transistors, respectively, different In order to increase the accuracy of the amplitude-frequency response compensation over a wide temperature range, a constant voltage source has been introduced The unit, the subtraction unit, the voltage divider and the bias voltage driver, the output of which is connected to the control inputs of the first, second and third controlled current generators, while the outputs of the constant voltage source and the temperature sensor are connected to the corresponding inputs of the subtractor, output which is connected to the input of the dividend п делител  напр жени , вход делител  которого соединен с выходом датчика температуры, а выход - с управл ющим входом формировател  напр жени  смещени .A voltage divider, the input of which divider is connected to the output of the temperature sensor, and the output to the control input of the bias voltage driver. 2. Усилитель по п. 1, отличающийс  тем, что формирователь напр жени  смещени 2. Amplifier according to claim 1, characterized in that the bias voltage driver 5 выполнен на операционном усилителе и дополнительном управл емом генераторе тока, выход которого соединен с неинвертирующим входом операционного усилител  и через первый резистор - с шиной источника опорного напр жени , инвертирующий вход5 is made on an operational amplifier and an additional controllable current generator, the output of which is connected to the non-inverting input of the operational amplifier and through the first resistor to the reference voltage source bus, the inverting input 0 которого соединен с общей шиной, а также на втором резисторе, первый вывод которого подключен к неинвертирующему входу операционного усилител , а второй вывод  вл етс  управл ющим входом формировател  напр жени  смещени .0 which is connected to the common bus and also to the second resistor, the first terminal of which is connected to the non-inverting input of the operational amplifier, and the second output is the control input of the bias voltage driver. 5five
SU853999722A 1985-12-29 1985-12-29 Broad-band current amplifier SU1401559A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853999722A SU1401559A1 (en) 1985-12-29 1985-12-29 Broad-band current amplifier

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853999722A SU1401559A1 (en) 1985-12-29 1985-12-29 Broad-band current amplifier

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1401559A1 true SU1401559A1 (en) 1988-06-07

Family

ID=21213555

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU853999722A SU1401559A1 (en) 1985-12-29 1985-12-29 Broad-band current amplifier

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1401559A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ламекин В. Ф. Широкополосные интегральные усилители.-М.: Советское радио, 1980, с. 156, рис. 2, 48а. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4760285A (en) Hall effect device with epitaxal layer resistive means for providing temperature independent sensitivity
US4667166A (en) Differential amplifier system
JPH06188657A (en) Circuit for connecting exponential function step to automatic gain control circuit, automatic gain control circuit and temperature compensation circuit
US4498053A (en) Current amplifier
EP0196906B1 (en) Automatic gain control detection circuit
GB798523A (en) Improvements relating to transistor amplifier circuits
US4109196A (en) Resistance measuring circuit
JPH0152783B2 (en)
US3873857A (en) Temperature sensor
US5278518A (en) Amplifying circuit with exponential gain control
JPH0770935B2 (en) Differential current amplifier circuit
SU1401559A1 (en) Broad-band current amplifier
US4333023A (en) Temperature-stabilized logarithmic converter
US4612513A (en) Differential amplifier
JP4314669B2 (en) Bandgap reference circuit
US4169247A (en) Gain control circuit in combination with a differential amplifier
JPH0462608B2 (en)
US4859966A (en) Current amplifier circuit and a current amplifying type differential current converter circuit
SU1064156A1 (en) Semiconducor temperature pickup
JPS62173807A (en) Constant current source bias circuit
JP2001124632A (en) Temperature sensor circuit
JPS63236178A (en) Multiplying circuit
JPH0513051Y2 (en)
JPH0630425B2 (en) Wideband variable gain amplifier circuit
SU947872A1 (en) Analogue dividing device