Операционный усилитель

 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для усиления, преобразования и генерирования электрических сигналов с высоким быстродействием. Цель изобретения - увеличение быстродействия на единицу потребляемой мощности. Устройство содержит входной дифференциальный каскад 1, цепь 2 следящий ОС по синфазному напряжению, выходной усилитель 3, транзистор 4, источник 5 напряжения смещения, симметричный двухтактный усилитель 6 тока, а также введенные повторители 7,8 тока. В рассматриваемом усилителе ток смещения каскада 1 увеличивается при увеличении скорости нарастания входного сигнала за счет соединения одной из выходных клемм усилителя 6 с входом повторителя 7. Каскад 1 допускает использование транзисторов со сверхвысоким усилением тока, в результате чего точность по входу предлагаемого усилителя значительно более высока. С другой стороны, предлагаемый усилитель при разном быстродействии требует значительно меньших затрат мощности по сравнению с прототипом. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4374420/24-09 (22) 03.02.88 (46) 30.01.90. Бюл. N- 4 (71) Научно-исследовательский институт интроскопии при Томском политехническом институте им. С.M. Кирова (72) В.Я. Грошев (53) 621.375.026(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1446689 кл. Н 03 F 3/45, 28.11.86, (54) ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для усиления, преобразования и генерирования электрических сигналов с высоким быстродействием. Цель изобретения — увеличение быстродействия на единицу потребляемой мощности, Устройство содержит входной дифференциальный каскад 1, цепь 2 следящей ОС по

„„SU„„1539962 (5!)5 Н 03 F 3/45

2 синфазному напряжению, выходной усилитель 3, транзистор 4, источник 5 напряжения смещения, симметричный двухтактный усилитель 6 тока, а также введенные повторители 7,8 тока.

В рассматриваемом усилителе ток смещения каскада 1 увеличивается при увеличении скорости нарастания входного сигнала за счет соединения одной из выходных клемм усилителя 6 с входом повторителя 7. Каскад 1 допускает использование транзисторов со сверхвысоким усилением тока, в результате чего точность по входу предлагаемого усилителя значительно более высока. С другой сторонй, предлагаемый усилитель при разном быстродействии требует значительно меньших затрат мощности по сравнению с прототипом. 1 ил .

1539962

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для усиления, преобразования и генерирования электрических сигналов с высо5 ким быстродействием.

Цель изобретения — увеличение быстродействия на единицу потребляемой мощности.

На чертеже представлена структурная электрическая схема операционного усилителя.

,Операционный усилитель (ОУ) содержит входной дифференциальный каскад 1, цепь 2 следящей обратной связи (ОС) по синфазному напряжению, выходной усилитель 3, транзистор 4, источник 5 напряжения смещения, симметричный двухтактный усилитель 6 тока, первый 7 и второй 8 повтоРители тока.

Операционный усилитель раьотает следующим образом.

В усилителях такого типа на вход симметричного двухтактного усилителя

6 тока через конденсатор связи подают высокочастотные составляющие диф-. ференциального или синфазного сигнала в зависимости от схемы включения ОУ.

При этом ток смещения входного дифференциального каскада 1 увеличивается при увеличении скорости нарастания входного сигнала. В рассматриваемом усилителе это обеспечивается за счет соединения одной из выходных клемм симметричного двухтактного усилителя

6 тока с входом первого повторителя

7 тока. Одновременно выходной ток двухтактного симметричного усилителя

6 тока с второго выхода поступает через транзистор 4 на вход второго повторителя 8, IIpH этом TDK BocTy- 40 пающий на вход токового смещения цепи 2 следящей ОС по синфазному напряжению, изменяется по такому же закону, как ток смещения входного дифференциального каскада 1. В таком вклю- 45 чении обе цепи смещения приобретают одинаковые свойства, в том числе смешаются одинаковыми начальными токами,, равными току смещения усилительных транзисторов входного дифференциаль- 5р ного каскада 1. Очевидно, что общее токопотребление предлагаемого ОУ практически равно суммарному потребляемому току аналогичных ОУ, не содержащих цепи 2 следящей ОС по синфазному напряжению, При этом усилители обоих типов обеспечивают и примерно. равное быстродействие. Следовательно, предлагаемый усилитель обладает практически таким же быстродействием на единицу потребляемой мощ ности, как и усилители без следящей

ОС. Однако его входной дифференциальный каскад 1 допускает использование транзисторов со сверхвысоким усилием тока, в результате чего точность по входу предлагаемого ОУ значительно более высока. Кроме того, предлагаемый ОУ при разном быстродействии требует значительно меньших затрат мощности по сравнению с прототипом, поскольку в прототипе начальный ток смещения цепи 2 следящей ОС равен току смещения выходного транзистора промежуточного каскада, а в предлагаемом ОУ вЂ” току смещения входного дифференциального каскада 1.

При подключении коллектора транзистора 4 к выходу повторителя 7 тока (транзистор 4 должен в таком случае иметь проводимость р-п-р), а свободного вывода двухтактного симметричного усилителя 6 тока к выходу повторителя 8 тока свойства ОУ полностью сохраняются. Источник 5 напряжения смещения в таком случае целесообразно соединить с положительной шиной питания.

По сравнению с прототипом предлагаемое устройство при равной потребляемой мощности обеспечивает примерно вдвое более высокое быстродействие.

Формула и зобрет ения

Операционный усилитель, содержащий входной дифференциальный каскад, имеющий цепь следящей обратной связи по синфазному напряжению, выходы которого подключены к входам выходного усилителя, а также транзистор, база которого через источник напряжения смещения соединена с шиной источника питания, а эмиттер подключен к первому выходу симметричного двухтактного усилителя тока, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьппения быстродействия на единицу потребляемой мощности, введены первый и второй повторители тока, общие выводы которых подключены к соответствующим шинам источника питания, а выходы— к входам токового смещения соответственно входного дифференциального каскада и цепи следящей обратной с:вязи по синфазному напряжению, входы первого и второго повторителей тока соединены с вторым выходом симметричного двухтактного усилителя тока и коллектором транзистора соответственно.