Повторитель напряжения

 

ПОВТОРИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ, соаерокаший первый транзвстор, имеющий оаинтип прсеоаимости, включенный по схеме с общимKonnexTopoivt база которого; явлшется входом повторителя ййя, эк1.иттер через первый генератор стабильного тока соеаннен с оан шиной HCTof4HHKa питания, щругая шнва которого через второй генератор стабвльного тока соединена с ооинм вывоаом элемента сдвига уровня, а также управляемый источник напряжения, выполненный на втором транзисторе, т еюшем ajpyixA тип прово пимостн, коллектор которогю соеаинен « .соответстауюшей шиной всточншса , о т ли ч а ю ш и и с я тем, что, с 11елью расширения аянамвческого циапе эааа и повышения стабалЕЛоств коэффв ццента пе еааяи, .колпектор первого транзистора поаключеа к топке соейявэм ния второго генераторам стабильвого тока . с элементом соввга уровня; база влгорогс j транзистора подключена к (feae первого трав%1стора, а эмвпгтер к другому выэооу эпемешш соввга уровня.

СОЮЗ COBETGHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н llETOPCHOMV СВИДИЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

4 (21 ) 2909999/18-О9 (22 ) 10 .04.80 (46) -30.05.83. Бюп. )4 20 (72) Б. Н. Боровиков (71) Особое конструкторское бюро Киев ского управления проектно-монтажных работ (53) 621.375.026 (088Я) (56) 1. Патент Франции М 2397099, кл. Н 03 F.,3f04, 1979.

2. Патент Великобритании % 981639, in, Н 03 F 3 00, 1965.(прототип). (54) (57) ПОВТОРИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ, сацепжащий первый транзистор, имеющий опии тип цровоцимости, включенный по схеме с общим коллектором база которэго является вхоцом повторителя напряже, ния, эмиттер через первый генератор стабильного тока соецинен с мной шьяой истачника питания, цругая шина которого через второй генератор стабильного тока соединена с оцним вывоцом элемента сцвига уровня, а также управляемый источник напряжения, выполненный на втором транзисторе, имеющем другой тиц проводимости, коллектор которого соецинен -с .соответствующей шиной источника пита ния, о т л и ч а ю щ и и с:я тем, что, с целью расширения цннамического циапа зона и повышения стабильности коеффи циента перецачи,,коллектор первого транзистора поципочен к точке соедмне ния второго генератора стабильного тока с элементом сцвига уровня, база вгорого .р транзистора пмключена к базе первого .

TpBBsHcTopR а эмиттер ". K Другому вы воду элемента сдвига уровня.

1020977

Изобретение относится к электронным устройствам обшего назначения, в часч ности к усилителям (д том числе и импульсным), и может быть использовано в различных радиоэлектронных и измерительных схемах.

Известны повторители напряжения, имеюшие большое входное и малое вуа-/ ходное сопротивления, облацающие высо ким быстродействием и малым временем задержки входного сигнала, а также ма пой погрешностью коэффициента передачи и его стабильностью в широком динамическом и частотных диапазонах входного сигнала.

Известен повторитель напряжения, со держаший двухколлекторный транзистор в качестве усилительного элемента, вход которого гальванически.связан с вторым коллектором этого транзистора, а через резистор - с нагрузкой эмиттерного повторителя, прецставляюший собой генератор стабильного тока. Вход эмнттерного повторителя непосрецственно связан с коллекторной нагрузкой из резистора и диода с первым коллектором транзистора С3. 3;

В данном устройстве вхоц и выхоц

seer o повторителя напряжения охвачены, отрицательной обратной связью, что уменьшает быстродействие и снижает ча стотный циапазон. Хотя это устройство. и обладает коэффициентом перецачи в рабочей области частот, близким к еци нице, однако погрешность коэффициента передачи изменяется в зависимости от амплитуды входного сигнала, (Наиболее близким z предлагаемому является повторитель напряжения, содержащий первый транзистор, имеющий один тип проводимости, включенный по схеме с общим коллектором, база которого является входом повторителя напряжения, эмиттер черэз первый генератор стабильного тока соединен с оцйой . ши ной источника питания, другая шина которого через второй генератор стабильно го тока соединена с одним выводом эпе мента сдвига уровня, а также управпяе мый источник напряжения, выполненный на втором транзистореу имеюшем друГОй тип проводимости, коллектор которого соецнней с соответствуюшей шиной источника питания 2 .

Данное устройство обладает узким динамическим, диапазоном,. так как транзисторы управляемого источника напряжения и эмиттерного повторителя включены каскадно. Это приводит к тому, что при

Поставленная цель достигается тем, что в повторителе напряжения, содержашем первый транзистор, имеюший один тип проводимости, включенный по схеме с общим коллектором, база которого яв ляется входом повторителя напряжения, эмиттер через первый генератор стабипь ного тока соединен с одной шиной источ

45 ника питания, другая шина которого через второй генератор стабильного тока соединена с оцним вывоцом элемента

50 сдвига уровня + также- управляемый исто чник напряжения, выполненный на втором транзисторе, имеюшем другой тип про водимости, коллектор которого соединен с соответствуюшей шиной источника пь тания, коллектор первого транзистора подключен к точке соецинения второго генератора стабильного тока с элементом сдвига уровня, база второго транзистора подключена к базе первого транзистора, 55 определенном значении амплитуцы входного сигнала транзистор управляемого источника напряжения выходит из линейного режима и это, в свою очередь, вызывает смешение рабочей точки транзистора эмиттерного повторителя, Кроме того, данное устройство обпацает невысоким быстродействием (или узким частотным 0, диапазоном),так как управление работой транзистора управляемого источника напряжения происхоцит с выхоца устройства в цепь базы этого транзистора через резистОр наличие zегорого в устройстве снижает также и цинамический диапазон..

Для достижения необходимой взаимозависимости частотного и динамического диапазонов значения используемого в про тотипе элемента сдвига уровня должно иметь определенную величину. Его кали

20 чие на зависимую величину сужает частотный диапазон (причем, чем выше сопротивление, тем, ниже быстродействие или же частотный диапазон), так как частотные свойства каскада на транзисторе 5 определяются величиной сопротивления Й базы. Кроме того, путем регулирования положения рабочей точки транзистора эмиттерного повторителя от выхода уст ройства, кроме погрешности самого тратмЗ0 зистора эмиттерного повторителя, вносиъ ся погрешность еше и от управляемого источника напряжения, что повьпыает пот решность коэффициента передачи устрой ства. в целом, 35 UeRb изобретения - расширение дина-. мического циапазона и повышение стабильности коэффициента передачи.

3 1020977 4

I а эмиттер к другому выводу элемента Таким рбраэом, напряжение коллекторсцвига уровня, эмиттер Окэ 1 первого транэистОра 1 явля

На чертеже прецставлена принпипиаль ется постоянной величиной, что очевидно ная электрическая схема повторителя на- иэ выражения пряжения. 5

О =О +О,- +О -О . (3) кэ1 Вх бэ 2

Подставляя значение 0 „» из (2), ПОЛУ Ч"М

Окэ1 " 69 2+ (с+(Ьэ1. (4) Повторитель напряжения содержит первый и второй транзисторы 1 и 2, первый и второй генераторы 3 и 4 стабиль ного тока, элемент 5 сдвига уровня, источник 6 питания.

Повторитель напряжения работает следуюшим образом.

Рассмотрим режимы работы первого и второго транзисторов 1 и 2 для различных. значений напряжений на входе устройства.

Постоянство иацений напряжений на пере ходах база - эмиттер Об первого и второго транзисторов 1 и Ропрецеляется только стабильностью величин токов эмиттеров, которые о только постоянствам токов первого и второго . генераторов 3 и 4 стабильного тока. Be личины Ug ., Определяются типОм Выб раиных транзистора& и не эаВисят От величины входного напряжения устройст ва, т.e, U> „=сопВЕ. Падение напряже ния на элемейте 5 сдвига уровня и его стабильность опрецеляется только вели чиной и стабильностью тока второго генератора 4 стабильного тока. Напряжение на переходе коллектор-база 0„5 первого транзисторе 1 определяется суммой напряжения перехода Об второго транзистора 2 и напряжения U> на элементе 5 сдвига уровнй и имеет постояннае значение.

Ц, =U +((g)

Выходное напряжение 0 „, устройства определяется разностью (Йлй суммой в зависимости от выбранного типа прова димости транзисторов) между входным напряжением 0 „, и падением напряжения на переходе база - эмиттер первого транзистора 1, т.е.

"емх= "ax- " . . < ) Таким образом, работа первого тран 5 зистора 1 определяется неизменностью положения его рабочей точки во всем ди намическом диапазоне устройства, Поло жение рабочей точки по напряжению уста навливается элементом 5 сдвига, уровня

gp В эаВисимости оТ требуемых условий ра боты всего устройства. Исходя из (1) и (4), очевидно, что динамический диапа, эон ограничивается такой величиной на.» пряжения на входе, при которой начинает р5 проявляться смешение рабочей точки пер вого транзистора 1. А это смешение происходит только тогца, когда .режим второго транзистора 2 управляемого источ» ника напряжения уже не находится s линейном режиме или когда напряжение хотя бы на оцной паре электродов второго транзистора 2 выхоцит из этого режима.

Сигнал управления на второй транэис

35 тор 2 в устройстве поцается с входа, а не с выхода (как в прототипе) и поэтому не содержит цестабилизируюших фак торов, обусловленных нестабильностью коэффициента передачи эмиттерного повто рителя на первом транзисторе 1.

Таким образом, благщ аря стабилизации режима работы первого транзистора эмиттерного повторителя достигается рас ширение частотного и.динамического днапа4 зонов, увеличение быстродействия, павы

45 шение стабильности, коэффициента передачи в динаЫическом диапазоне входных сигна

ЛОВ.

Составитель И. Воцяхина

Редактор А. Мотыль Техред О. Непе Корректор Г. Огар

Заказ 3915/49 Тираж 936 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж»35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, r, Ужгород, ул. Проектная, 4