SU1711321A1 - Двухтактный эмиттерный повторитель - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиотехнике и может использоватьс  в качестве выходного каскада усилителей мощности в звуко- производ щих и измерительных устройствах. Цель изобретени  - снижение нелинейных искажений при больших выходных токах; Двухтактный эмиттерный повторитель содержит в каждом плече элементы местной отрицательной обратной св зи, действующей так, что в неработающем плече поддерживаетс  заданный начальный ток. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относитс / к радиотехнике и может использоватьс  в качестве выход- . ного каскада усилителей мощности в звуко- производ щих и измерительных устройствах.

Цель изобретени  - снижение нелинейных искажений.

На чертеже п редста в л е на п ри н ци п иал ь- на  схема двухтактного эмиттерного повторител .

Двухтактный эмиттерный повторитель содержит первый 1, второй 2, третий 3, четвертый 4 транзисторы, первый 5, второй 6; третий 7, четвертый 8, п тый 9, шестой 10 резисторы, первый и второй токозадающие элементы на генераторах 11 и 12 тока, первый И второй регулируемые элементы 13 и 14 смещени , первый и второй односторонние усилители-ограничители 15 и 16.

Повторитель работает следующим образом .

Резисторы 5 и 7, включенные соответственно между первым и вторым входами усилител -ограничител  15, образуют цепь вы влени  отклонени  выходного тока

транзистора 3 от заданного значени . Падение напр жени  на резисторе 5 задано, так как через него протекает ток генератора 11. На резисторе 7 падает напр жение, пропорциональное эмиттерному току через транзистор 3. При этом падени  напр жени  на резисторах 5 и 7 направлены встречно, т.е. между первым и вторым входами усилител - ограничител  15.возникает разностное управл ющее напр жение. Кроме того, усилитель-ограничитель 15 св зан с регулируемым элементом 13 смещени  таким образом , что выход последнего по отношению к второму входу усилител -ограничител  15  вл етс  инверсным.

Следовательно, упом нутые элементы образуют цепь местной отрицательной обратной св зи верхнего плеча по выходному току транзистора 3.

Поскольку структура обоих плеч одинакова , рассмотрим работу только верхнего плеча двухтактного эмиттерного повторител ,

В исходном состо нии вследствие симметрии обоих плеч при отсутствии напр жеw ЧЈ

СО

to

ни  на входе напр жение на выходе также будет равно нулю. При этом любые отклонени  выходного тока транзистора 3 от заданного значени , определ емого равенством напр жений на резисторах 5 и 7, будут отслеживатьс  упом нутой цепью местной обратной св зи так, чтобы восстановить это равенство.

Например, рост тока транзистора 3 при увеличении его температуры приведет к росту напр жени  на резисторе 7, т.е. на втором входе усилитель-ограничител  15. Это приведет к уменьшению напр жени  на выходе элемента 13 и к снижению напр жени  эмиттера транзистора 3, т.е. к восстановлению прежнего напр жени  на резисторе 7 и, соответственно, тока транзистора 3.

Под действием положительного напр жени  на входе напр жение на выходе также станет положительным. Через транзистор 3 потечет ток нагрузки, который создаст на резисторе 7 дополнительное падение напр жени . Поскольку ток нагрузки многократно превышает начальный ток транзистора 3. то падение напр жени  на резисторе 7 будет значительно больше, чем на резисторе 5, и больше, чем то изменение выходного тока транзистора 3, которое может быть отслежено упом нутой цепью местной отрицательной обратной св зи. Усилитель-ограничитель 15 перейдет в состо ние ограничител , при котором элемент 13 окажетс  запертым, а напр жение на базе транзистора 1 будет равно входному на- пр жению. Состо ние ограничени  обеспечиваетс  в усилителе-ограничителе 15 с помощью внутренней нелинейной (диодной ) обратной св зи с его внхода на инвертирующий вход. Эта мера позвол ет ограничить выходной сигнал усилител -ограничител  15 без его насыщени , что могло бы привести к запаздыванию выходного тока двухтактного эмиттерного повторител  при смене его пол рности.

Поскольку элемент 13 заперт и ток смещени  через резистор 9 не течет, в то врем  как через резистор 7 течет ток нагрузки, напр жение на входе становитс  более положительным по отношению к выходу.

При отрицательной пол рности на входе , наоборот, напр жение на нем будет более отрицательным по отношению к выходу. Это вызывает соответствующее снижение капр жени  на эмиттере транзистора 3, т.е. снижение его начального тока. Когда при этом падение напр жени  на резисторе 7 станет меньше, чем на резисторе 5, между первым и вторым входами усилител -ограничител  15 возникает положительное напр жение . Это приведет по влению

положительного напр жени  на выходе элемента 13 (по влению тока смещени  через резистор 9), т.е. увеличению напр жени  на эмиттере транзистора 3 и восстановлению

заданного начального тока.

Таким образом, в том случае, когда ток нагрузки потребл етс  из рассматриваемого , например, верхнего плеча упом нута  цепь местной отрицательной обратной св 0 зи (усилитель-ограничитель 15 и регулируемый элемент 13 смещени ) отключаетс  и напр жение с входа через последовательно св занные эмиттерные повторители на транзисторах 1 и 3 передаетс  на выход. В

5 тех же случа х, когда ток нагрузки не потребл етс  из рассматриваемого плеча, упом нута  местна  обратна  св зь действует так, чтобы поддерживать через транзистор 3 заданный начальный ток.

0 Наличие упом нутой цепи местной отрицательной обратной св зи с высоким петлевым усилением позвол ет получить в каждом плече точную однопол рную характеристику преобразовани . Например, дл 

5 характеристики преобразовани  верхнего плеча в правом верхнем квадранте коэффициент преобразовани  близок к единице, а в левом верхнем - к нулю на уровне заданного начального тока.

0 Поэтому результирующа  характеристика двухтактного эмиттерного повторител ,  вл юща с  суммой характеристик верхнего и нижнего плеч, будет обладать высокой линейностью.

5 Таким образом, предлагаемый двухтактный змиттерный повторитель будет иметь малые нелинейные искажени .

Третий и четвертый транзисторы 3 и 4 всегда работают в активном режиме, что

0 исключает рассасывание зар дов в их базах , и, соответственно, по вление сквозных токов. Тем самым снижаетс  веро тность их теплового пробо , в особенности в области высоких частот, и повышаетс  надежность

5 работы повторител . ,

Формул а и зоб рете н и   1. Двухтактный змиттерный повторитель , содержащий первый и второй транзисторы , имеющие -разную структуру,

0 эмиттеры которых через соответственно первый и второй токозадающйе элементы соединены с положительной и отрицательной шинами питани  третий и четвертый транзисторы, имеющие структуру соотвёт5 ственно второго и первого транзисторов, включенные по схеме с общим коллектором, базы которых соединены с эмиттерами соответственно первого и второго транзисторов , при этом коллекторы первого и второго транзисторов и эмиттеры третьего и четвертого транзисторов соединены через соответственно первый, второй, третий, четвёртый резисторы, точка соединени  которых  вл етс  выходом двухтактного эмиттернр- го повторител , о т л и ч а ю щи и с   тем. что, с целью снижени  нелинейных искажений , между базами первого и второго транзисторов введены последовательно соединенные п тый и шестой резисторы, точка соединени  которых  вл етс  входом двухтактного эмиттерного повторител , а также введены первый и второй регулируемые элементы смещени  и первый и второй односторонние усилители-ограничители, причем дифференциальные входы первого одностороннего усилител -ограничител  подключены соответственно к коллектору первого и эмиттеру третьего транзисторов, выход подключен к управл ющему входу первого регулируемого элементач:меще«и , который включен между базой первого транзистора и положительной шиной питани , дифференциальные входы второго д0

5

0

ностороннего усилител -ограничител  подключены соответственно к коллектору второго и эмитте ру четвертого транзисторов, выход подключен к управл ющему входу второго регулируемого элемента смещени , который включен между базой второго транзистора и отрицательной шиной питани .

2.Повторитель пол. 1. отличаю щи й- с   тем, что регулируемые элементы смещени  выполнены на транзисторе, включенном по схеме с общим коллектором, при этом к коллекторам первого и второго транзисторов подключены неинвертирующие входы соответственно первого и второго односторонних усилителей-ограничителей , а к эмиттерам третьего и четвертого транзисторов - соответственно инвертирующие входы односторонних усилителей- ограничителей.

3.Повторитель попп.1 и2. отличающий с   тем. что токозадающие элементы выполнены в виде генераторов тока.

Claims (3)

1. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

   1. Двухтактный эмиттерный повторитель, содержащий первый и второй транзисторы, имеющие -разную структуру, эмиттеры которых через соответственно первый й второй токозадающйе элементы соединены с положительной и отрицательной шинами питания, третий и четвертый транзисторы, имеющие структуру соответственно второго и первого транзисторов, включенные по схеме с общим коллектором, базы которых соединены с эмиттерами соответственно первого и второго транзисторов, при этом коллекторы первого и второго транзисторов и эмиттеры третьего и четвер5 того транзисторов соединены через соответственно первый, второй, третий, четвертый резисторы, точка соединения которых является выходом двухтактного эмиттерного повторителя, о т л ичающийся тем, 5 что, с целью снижения нелинейных искаже-. ний, между базами первого и второго транзисторов введены последовательно соединенные пятый и шестой резисторы, точка соединения которых является входом двухтактного эмиттерного повторителя, а также введены первый и второй регулируемые элементы смещения и первый и второй односторонние усилители-ограничители, причем дифференциальные входы первого одностороннего усилителя-ограничителя подключены соответственно к коллектору первого и эмиттеру третьего транзисторов, выход подключен к управляющему входу первого регулируемого элемента-смещения, который включен между базой первого транзистора и положительной шиной питания, дифференциальные входы второго од ностороннего усилителя-ограничителя подключены соответственно к коллектору второго и эмиттеру четвертого транзисторов, выход подключен к управляющему входу второго регулируемого элемента смещения. который включен между базой второго транзистора и отрицательной шиной питания.
2. 2. Повторитель по π. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что регулируемые элементы смещения выполнены на транзисторе, включенном по схеме с общим коллектором, при этом к коллекторам первого и второго транзисторов подключены неинвертирующие входы соответственно первого и второго односторонних усилителей-ограничителей, а к эмиттерам третьего и четвертого транзисторов - соответственно инвертирующие входы односторонних усилителейограничителей.
3. 3. Повторитель попп.1 и 2. отличающийся тем. что токозадающие элементы выполнены в виде генераторов тока.