Управляемый усилитель и аналоговый смеситель сигналов

Авторы патента:

Бринк Иван Юрьевич (RU)

Бугакова Анна Витальевна (RU)

Черунова Ирина Викторовна (RU)

Прокопенко Николай Николаевич (RU)

H03F3/45 - дифференциальные усилители

Владельцы патента RU 2530259:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") (RU)

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в радиоприемных устройствах, фазовых детекторах и модуляторах, а также в системах умножения частоты. Достигаемый технический результат: получение на выходе не только амплитудных изменений выходного сигнала под действием управляющего напряжения, но и его фазы, что позволяет подавить основные гармоники. Управляемый усилитель и смеситель аналоговых сигналов содержит первый (1) и второй (2) источники противофазных входных напряжений, первый (3) входной транзистор, эмиттер которого через первый (4) токостабилизирующий двухполюсник связан с первым (5) источником питания, второй (6) входной транзистор, эмиттер которого через второй (7) токостабилизирующий двухполюсник связан с первым (5) источником питания, третий (8) входной транзистор, эмиттер которого связан с эмиттером четвертого (9) входного транзистора и через третий (10) токостабилизирующий двухполюсник соединен с первым (5) источником питания, дифференциальную цепь нагрузки, согласованную со вторым источником питания. 3 з.п. ф-лы, 21 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в радиоприемных устройствах, фазовых детекторах и модуляторах, а также в системах умножения частоты или в качестве усилителя, коэффициент передачи по напряжению которого со входов канала «X» зависит от уровня сигнала управления канала «Y». Управляемый усилитель и аналоговый смеситель сигналов (УУ) являются базовыми узлами современных систем приема и обработки сигналов ВЧ и СВЧ диапазонов.

В современной микроэлектронике широкое применение получили дифференциальные каскады (ДК) на составных транзисторах [1-13]. Их коэффициент усиления по напряжению зависит от величины статического тока общей эмиттерной цепи ДК (I_y=I₀) и, следовательно, такие ДК являются (при электронном изменении величины тока I_y=I₀) управляемыми усилителями (УУ).

Ближайшим прототипом заявляемого устройства, архитектура которого присутствует также и в других патентах и монографиях [1-13], является управляемый усилитель на основе так называемого каскада Дарлингтона, фиг.1, представленный в книге Аналоговые интегральные схемы. Элементы, схемы, системы и применения / Под ред. Дж. Коннели. - М.: Мир, 1977, стр.75, рис.3.7», содержащий первый 1 и второй 2 источники противофазных входных напряжений, первый 3 входной транзистор, эмиттер которого через первый 4 токостабилизирующий двухполюсник связан с первым 5 источником питания, второй 6 входной транзистор, эмиттер которого через второй 7 токостабилизирующий двухполюсник связан с первым 5 источником питания, третий 8 входной транзистор, эмиттер которого связан с эмиттером четвертого 9 входного транзистора и через третий 10 токостабилизирующий двухполюсник соединен с первым 5 источником питания, дифференциальную цепь нагрузки 11, согласованную со вторым 12 источником питания и связанную с первым 13 и вторым 14 выходами устройства, причем эмиттер первого 3 входного транзистора соединен с базой третьего 8 входного транзистора, эмиттер второго 6 входного транзистора соединен с базой четвертого 9 входного транзистора, коллектор третьего 8 входного транзистора соединен по переменному току с коллектором первого 3 входного транзистора и связан с первым 13 выходом устройства, коллектор четвертого 9 входного транзистора соединен по переменного току с коллектором второго 6 входного транзистора и связан со вторым 14 выходом устройства.

Существенный недостаток известного устройства состоит в том, что при электронном управлении величиной коэффициента усиления (К_у) в известном УУ фаза выходного напряжения в рабочем диапазоне частот дифференциального каскада (ДК) не изменяется на 180°. Как следствие, это не позволяет использовать известный ДК в структуре ряда устройств радиотехники, например, в качестве смесителя аналоговых сигналов, фазовых детекторов и т.п.

Основная задача предлагаемого изобретения состоит в получении на выходе ДК не только амплитудных изменений выходного сигнала под действием управляющего напряжения канала «Y», но и его фазы. Как следствие, это позволяет создавать на основе предлагаемого устройства смесители аналоговых сигналов с хорошим подавлением основной гармоники.

Поставленная задача решается тем, что в УУ фиг.1, содержащем первый 1 и второй 2 источники противофазных входных напряжений, первый 3 входной транзистор, эмиттер которого через первый 4 токостабилизирующий двухполюсник связан с первым 5 источником питания, второй 6 входной транзистор, эмиттер которого через второй 7 токостабилизирующий двухполюсник связан с первым 5 источником питания, третий 8 входной транзистор, эмиттер которого связан с эмиттером четвертого 9 входного транзистора и через третий 10 токостабилизирующий двухполюсник соединен с первым 5 источником питания, дифференциальную цепь нагрузки 11, согласованную со вторым 12 источником питания и связанную с первым 13 и вторым 14 выходами устройства, причем эмиттер первого 3 входного транзистора соединен с базой третьего 8 входного транзистора, эмиттер второго 6 входного транзистора соединен с базой четвертого 9 входного транзистора, коллектор третьего 8 входного транзистора соединен по переменному току с коллектором первого 3 входного транзистора и связан с первым 13 выходом устройства, коллектор четвертого 9 входного транзистора соединен по переменного току с коллектором второго 6 входного транзистора и связан со вторым 14 выходом устройства, предусмотрены новые элементы и связи - базы первого 3 и второго 6 входных транзисторов связаны по переменному току с общей шиной 15 первого 5 и второго 12 источников питания, первый 1 источник входного напряжения подключен по переменному току к эмиттеру первого 3 входного транзистора, второй 2 источник входного напряжения подключен по переменному току к эмиттеру второго 6 входного транзистора, а объединенные эмиттеры третьего 8 и четвертого 9 входных транзисторов связаны по переменному току с источником управляющего напряжения 16.

На фиг.1 показана схема УУ-прототипа, а на фиг.2 - схема заявляемого УУ в соответствии с п.1 и п.2 формулы изобретения.

На фиг.3 показана схема заявляемого УУ в соответствии с п.3 формулы изобретения.

На фиг.4 показана схема заявляемого УУ в соответствии с п.4 формулы изобретения.

На фиг.5 показана схема фиг.4 с конкретным выполнением первого 17 и второго 18 дополнительных усилителей тока.

На фиг.6 представлена схема заявляемого УУ фиг.2 в среде PSpice на моделях интегральных транзисторов ФГУП НПП «Пульсар».

На фиг.7 показана зависимость коэффициента усиления по напряжению от величины тока третьего 10 токостабилизирующего двухполюсника схемы фиг.6 при $U_{x} = {\bar{U}}_{x} = 1 м В$ , I₂=I₁₀=I_var=2.045 мA.

Данный график необходим для правильной настройки управляемого усилителя, работающего в режиме смесителя сигналов.

На фиг.8 приведен спектр выходных сигналов при управляющем напряжении источника 16 (канал «Y») с частотой f_y=100 кГц и амплитудой U_y=465 мB схемы фиг.6, а также напряжениях первого 1 и второго 2 источников противофазных напряжений U_x=1 мB, ${\bar{U}}_{x} = 1 м В$ , f_x=10 МГц.

На фиг.9 показана осциллограмма выходного напряжения схемы фиг.6 при f_y=100 кГц, U_y=465 мB, а также U_x=1 мВ, ${\bar{U}}_{x} = 1 м В$ , f_x=10 МГц.

На фиг.10 представлена схема заявляемого УУ фиг.2 в среде PSpice на моделях интегральных транзисторов ФГУП НПП «Пульсар».

На фиг.11 показана зависимость коэффициента усиления по напряжению схемы фиг.10 от тока третьего 10 токостабилизирующего двухполюсника при напряжениях источников сигналов 1 и 2 (канал «X») $U_{x} = {\bar{U}}_{x} = 1 м В$ .

На фиг.12 представлен спектр выходного напряжения схемы фиг.10 при f_y=100 кГц, U_y=463.5 мB, а также $U_{x} = {\bar{U}}_{x} = 1 м В$ , f_x=10 МГц. При этом подавление центральной гармоники с частотой 10 МГц - более 20 раз.

На фиг.13 приведена осциллограмма выходного напряжения схемы фиг.10 при f_у=100 кГц, U_y=463.5 мB, а также $U_{x} = {\bar{U}}_{x} = 1 м В$ , f_x=10 МГц.

На фиг.14 представлена схема заявляемого УУ фиг.5 в среде PSpice на моделях интегральных транзисторов ФГУП НПП «Пульсар» для случая, когда последовательно с входными разделительными конденсаторами включены согласующие резисторы R7=R5=250 Ом.

На фиг.15 показана зависимость модуля коэффициента усиления по напряжению схемы фиг.14 при напряжении $U_{x} = {\bar{U}}_{x} = 1 м В$ . При этом фаза выходного напряжения УУ в точке излома характеристики K_y=φ(I₁₀) меняется на 180°.

На фиг.16 приведен спектр выходного сигнала схемы фиг.14, при f_x=100 кГц, U_y=1 мВ, f_y=10 МГц. При этом подавление центральной гармоники - более чем в 20 раз.

На фиг.17 показана осциллограмма выходного напряжения схемы фиг.14 при $U_{x} = {\bar{U}}_{x} = 415 м В$ , f_x=100 кГц, а также U_y=1 мB, f_y=10 МГц.

На фиг.18 представлена схема заявляемого УУ фиг.5 в среде PSpice на моделях интегральных транзисторов ФГУП НПП «Пульсар» для случая, когда источники противофазных входных напряжений 1 и 2 подключены к эмиттерам входных транзисторов 3 и 6 УУ.

На фиг.19 представлена зависимость модуля коэффициента усиления УУ фиг.18 при U_y=1 мВ от напряжения источника управляющего напряжения 16 (u_y). При токах I₀=I_var>2 мА и токах I₁₀=I_var<2 мА фаза выходного сигнала изменяется на 180°.

На фиг.20 представлен спектр выходного сигнала схемы фиг.18 при f_x=100 кГц, U_y=1 мB, f_y=10 МГц, из которого следует, что УУ обеспечивает подавление центральной гармоники более чем в 20 раз.

На фиг.21 приведена осциллограмма выходного напряжения схемы фиг.18 при $U_{x} = {\bar{U}}_{x} = 415 м В$ , f_x=100 кГц, U_y=1 мB, f_y=10 МГц.

Заявляемый управляемый усилитель фиг.2, который может функционировать как смеситель аналоговых сигналов, содержит первый 1 u_x и второй 2 ${\bar{u}}_{x}$ источники противофазных входных напряжений, передача которых на выход устройства образует канал «X», первый 3 входной транзистор, эмиттер которого через первый 4 токостабилизирующий двухполюсник связан с первым 5 источником питания, второй 6 входной транзистор, эмиттер которого через второй 7 токостабилизирующий двухполюсник связан с первым 5 источником питания, третий 8 входной транзистор, эмиттер которого связан с эмиттером четвертого 9 входного транзистора и через третий 10 токостабилизирующий двухполюсник соединен с первым 5 источником питания, дифференциальную цепь нагрузки 11, согласованную со вторым 12 источником питания и связанную с первым 13 и вторым 14 выходами устройства, причем эмиттер первого 3 входного транзистора соединен с базой третьего 8 входного транзистора, эмиттер второго 6 входного транзистора соединен с базой четвертого 9 входного транзистора, коллектор третьего 8 входного транзистора соединен по переменному току с коллектором первого 3 входного транзистора и связан с первым 13 выходом устройства, коллектор четвертого 9 входного транзистора соединен по переменного току с коллектором второго 6 входного транзистора и связан со вторым 14 выходом устройства. Базы первого 3 и второго 6 входных транзисторов связаны по переменному току с общей шиной 15 первого 5 и второго 12 источников питания, первый 1 источник входного напряжения подключен по переменному току к эмиттеру первого 3 входного транзистора, второй 2 источник входного напряжения подключен по переменному току к эмиттеру второго 6 входного транзистора, а объединенные эмиттеры третьего 8 и четвертого 9 входных транзисторов связаны по переменному току с источником управляющего напряжения 16.

Кроме того, на фиг.2 в соответствии с п.2 формулы изобретения между источником управляющего напряжения 16 (U_y), передачу от которого будем называть каналом «Y», и объединенными эмиттерами третьего 8 и четвертого 9 входных транзисторов включены последовательно соединенные первый 19 вспомогательный конденсатор и первый 20 вспомогательный резистор.

В схеме фиг.2 первый 1 и второй 2 источники входного напряжения подключены к эмиттерам первого 3 и второго 6 входных транзисторов через соответствующие разделительные конденсаторы 21 и 22. Дифференциальная цепь нагрузки 11 в схеме фиг.2 реализована на резисторах 23 и 24.

На фиг.3 в соответствии с п.3 формулы изобретения первый 1 источник входного напряжения подключен по переменному току к эмиттеру первого 3 входного транзистора через последовательно соединенные первый 21 разделительный конденсатор и первый 25 дополнительный резистор, а второй 2 источник входного напряжения подключен по переменному току к эмиттеру второго 6 входного транзистора через последовательно соединенные второй 22 разделительный конденсатор и второй 26 дополнительный резистор.

На фиг.4 в соответствии с п.4 формулы изобретения коллектор третьего 8 входного транзистора связан с первым 13 выходом устройства через первый 17 дополнительный усилитель тока, а коллектор четвертого 9 входного транзистора связан с вторым 14 выходом устройства через второй 18 дополнительный усилитель тока.

На фиг.5 первый 17 и второй 18 дополнительные усилители тока реализованы на транзисторах 27 и 28, включенных по схеме с общей базой. Потенциал объединенных баз транзисторов 27 и 28 устанавливается источником напряжения 29 (в частном случае - общей шиной источников питания). Для передачи приращений коллекторных токов транзисторов 3 и 6 в эмиттерные цепи транзисторов 27 и 28 используются резисторы 30 и 31, а также конденсаторы 32 и 33.

Рассмотрим работу УУ фиг.2 в диапазоне частот, когда влиянием конденсаторов 19, 21, 22 можно пренебречь из-за их малого сопротивления на переменном токе.

Входной сигнал (их) канала «X» передается от источников напряжений 1 и 2 в цепь нагрузки 11 на выходы 13 и 14 по двум каналам. Первый канал, образуемый каскадами с общей базой на транзисторах 3 и 6, не инвертирует фазы сигналов u_x и ${\bar{u}}_{x}$ (1 и 2)к соответствующим выходам 13 и 14. При этом крутизна преобразования u_x и ${\bar{u}}_{x}$ в коллекторные токи транзисторов 3 и 6

$i_{к 3} = \frac{u_{x}}{r_{э 3}} = \frac{u_{x}}{ϕ_{т}} I_{4}, (1)$

$i_{к 6} = \frac{{\bar{u}}_{x}}{r_{э 6}} = \frac{{\bar{u}}_{x}}{ϕ_{т}} I_{7}, (2)$

где r_э3, r_э6 - сопротивления эмиттерных переходов соответствующих транзисторов 3 и 6;

φ_т=25 мВ - температурный потенциал,

I₄, I₇ - статические токи двухполюсников 4, 7.

Второй канал передачи сигналов канала «X» к выходу 13 (14) - инвертирующий. Он связан поступлением напряжений u_x (1) и ${\bar{u}}_{x}$ (2) на базы транзисторов 8 и 9 и их преобразованием в коллекторные токи транзисторов 8 и 9. Коэффициенты преобразования напряжений u_x и ${\bar{u}}_{x}$ в выходные токи этого канала зависят от уровня тока в общей эмиттерной цепи транзисторов 8 и 9, т.е. тока третьего 10 токостабилизирующего двухполюсника I₁₀:

$i_{к 8} \approx \frac{u_{x} + {\bar{u}}_{x}}{r_{э 8} + r_{э 9}}, (3)$

$i_{к 9} \approx \frac{u_{x} + {\bar{u}}_{x}}{r_{э 8} + r_{э 9}}, (4)$

Как следствие, суммарный ток в резисторе 23 (24) дифференциальной цепи нагрузки имеет разностные составляющие:

$i_{23} = \frac{u_{x}}{r_{э 3}} - \frac{u_{x} + {\bar{u}}_{x}}{r_{э 8} + r_{э 9}}, (5)$

где r_э3, r_э8, r_э9 - сопротивления эмиттерных переходов соответствующих транзисторов 3, 8 и 9:

$r_{э 3} = \frac{ϕ_{т}}{I_{4}}$ , $r_{э 6} = \frac{ϕ_{т}}{I_{7}}, (6)$

$r_{э 8} = r_{э 9} = \frac{1}{2} \frac{ϕ_{т}}{I_{10}}$ ,

где I₄=I₇=const, I₁₀ - статические токи двухполюсников 4, 7, 10, причем суммарный ток общей эмиттерной цепи транзисторов 8 и 9

$i_{10} (t) = I_{10} + \frac{u_{y}}{R_{20}} . (7)$

Таким образом, в резисторе нагрузки 23 (24) протекают две противофазные составляющие токов, обусловленные входным сигналом канала «X». Нулевое значение суммарный ток через резистор R23 (R24) принимает при

$I_{10}^{0} \approx 2 I_{4} = c o n s t (8)$

Если суммарный ток общей эмиттерной цепи транзисторов 8 и 9 под действием источника управляющего напряжения 16 (U_y) становится меньше или больше, чем $I_{10}^{0}$ , то происходит изменение фазы выходного сигнала ДК - в схеме преобладает либо первый неинвертирующий канал передачи u_x и ${\bar{u}}_{x}$ через транзисторы 3 и 6, либо второй инвертирующий канал (транзисторы 8, 9). Этот эффект достигается за счет новых связей в заявляемом ДК и является необходимым условием для реализации на его основе не только управляемого фазочувствительного (к управляющему сигналу канала «Y») усилителя, но и смесителя сигналов каналов «X» и «Y» с подавлением центральной гармоники u_x и ${\bar{u}}_{x}$ . Причем переменная составляющая выходного напряжения УУ фиг.2

$U_{в ы х} \approx \frac{u_{x} u_{y} (R_{23} + R_{24})}{2 ϕ_{т} R_{20}} (9)$

Из (1)-(9) следует, что заявляемое устройство обеспечивает смешение (перемножение) двух сигналов u_x и u_y, что подтверждается результатами моделирования фиг.8 и фиг.9, фиг.12 и фиг.13, фиг.16 и фиг.17, фиг.20 и фиг.21.

В СВЧ смесителях сигналов фиг.3 резисторы 25 и 26 могут выполнять функции цепей согласования источника входного напряжения канала «X» (1, 2) и УУ с заданным волновым сопротивлением, например, 50 Ом.

Замечательная особенность заявляемого устройства - возможность использования в системах СВЧ связи, реализуемых на основе SiGe техпроцессов.

Таким образом, предлагаемое техническое решение является альтернативным решением широко распространенного смесителя Гильберта.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Патентная заявка US 2009/058466 fig.3.

2. Патент US №6.137.363.

3. Патент US №3.482.177 fig.3.

4. Патентная заявка US 2005/0225389 fig.3.

5. Патентная заявка US 2009/289714 fig.3.

6. Патент JP 52-139346, кл. 98(5)/А31, 1997.

7. Патент US 4.101.842 fig.1.

8. Патент US5.006.818.

9. Патент СССР 813692.

10. Патент СССР 497713.

11. Операционные усилители с непосредственной связью каскадов / Анисимов В.И., Капитонов М.В., Прокопенко Н.Н., Соколов Ю.М. - Л., 1979. - 148 с.- стр.56, рис.2-11.

12. Полонников Д.Е. Операционные усилители: Принципы построения, теория, схемотехника. - М., 1983.- 216 с. - стр.140, рис.4.11.

13. Гальперин М.В. и др. Усилители постоянного тока / Гальперин М.В., Злобин Ю.П., Павленко В.А. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1978, стр.78, рис.2-14.

1. Управляемый усилитель и смеситель аналоговых сигналов, содержащий первый (1) и второй (2) источники противофазных входных напряжений, первый (3) входной транзистор, эмиттер которого через первый (4) токостабилизирующий двухполюсник связан с первым (5) источником питания, второй (6) входной транзистор, эмиттер которого через второй (7) токостабилизирующий двухполюсник связан с первым (5) источником питания, третий (8) входной транзистор, эмиттер которого связан с эмиттером четвертого (9) входного транзистора и через третий (10) токостабилизирующий двухполюсник соединен с первым (5) источником питания, дифференциальную цепь нагрузки (11), согласованную со вторым (12) источником питания и связанную с первым (13) и вторым (14) выходами устройства, причем эмиттер первого (3) входного транзистора соединен с базой третьего (8) входного транзистора, эмиттер второго (6) входного транзистора соединен с базой четвертого (9) входного транзистора, коллектор третьего (8) входного транзистора соединен по переменному току с коллектором первого (3) входного транзистора и связан с первым (13) выходом устройства, коллектор четвертого (9) входного транзистора соединен по переменному току с коллектором второго (6) входного транзистора и связан со вторым (14) выходом устройства, отличающийся тем, что базы первого (3) и второго (6) входных транзисторов связаны по переменному току с общей шиной (15) первого (5) и второго (12) источников питания, первый (1) источник входного напряжения подключен по переменному току к эмиттеру первого (3) входного транзистора, второй (2) источник входного напряжения подключен по переменному току к эмиттеру второго (6) входного транзистора, а объединенные эмиттеры третьего (8) и четвертого (9) входных транзисторов связаны по переменному току с источником управляющего напряжения (16).

2. Управляемый усилитель и смеситель аналоговых сигналов по п.1, отличающийся тем, что между источником управляющего напряжения (16) и объединенными эмиттерами третьего (8) и четвертого (9) входных транзисторов включены последовательно соединенные первый (19) вспомогательный конденсатор и первый (20) вспомогательный резистор.

3. Управляемый усилитель и смеситель аналоговых сигналов по п.1, отличающийся тем, что первый (1) источник входного напряжения подключен по переменному току к эмиттеру первого (3) входного транзистора через последовательно соединенные первый (21) разделительный конденсатор и первый (25) дополнительный резистор, а второй (2) источник входного напряжения подключен по переменному току к эмиттеру второго (6) входного транзистора через последовательно соединенные второй (22) разделительный конденсатор и второй (26) дополнительный резистор.

4. Управляемый усилитель и смеситель аналоговых сигналов по п.1, отличающийся тем, что коллектор третьего 8 входного транзистора связан с первым (13) выходом устройства через первый (17) дополнительный усилитель тока, а коллектор четвертого (9) входного транзистора связан с вторым (14) выходом устройства через второй (18) дополнительный усилитель тока.

Изобретение относится к области радиотехники, а конкретно к управляемым избирательным усилителям. Технический результат заключается в расширение частотного диапазона избирательного усилителя.

Мультидифференциальный операционный усилитель // 2523124

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в качестве устройства усиления аналоговых сигналов, в структуре аналоговых микросхем различного функционального назначения.

Управляемый избирательный усилитель // 2520418

Изобретение относится к области радиотехники, а конкретно к управляемым избирательным усилителям. Технический результат заключается в повышении добротности АЧХ и его коэффициента усиления по напряжению на частоте квазирезонанса.

Составной транзистор // 2519563

Изобретение относится к составному транзистору, который может быть использован в качестве устройства усиления аналоговых сигналов и в структуре аналоговых микросхем различного функционального назначения.

Избирательный усилитель // 2519558

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может использоваться в устройствах фильтрации радиосигналов, телевидении, радиолокации. Технический результат - повышение добротности АЧХ ИУ и его коэффициента усиления по напряжению (К0) на частоте квазирезонанса f0,что позволяет в ряде случаев уменьшить общее энергопотребление.

Избирательный усилитель // 2519446

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может использоваться в устройствах фильтрации радиосигналов, телевидении, радиолокации. Техническим результатом является уменьшение общего энергопотребления.

Гибридный дифференциальный усилитель // 2519373

Управляемый избирательный усилитель // 2519035

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может использоваться в устройствах фильтрации радиосигналов, телевидении, радиолокации и т.п. Технический результат - уменьшение общего энергопотребление за счет увеличения затухания входного сигнала в диапазоне низких частот при повышенной и стабильной добротности АЧХ ИУ и коэффициенте усиления по напряжению (K0) на частоте квазирезонанса f0.

Инструментальный усилитель // 2519032

Изобретение относится к области измерительной техники, радиотехники, связи. Техническим результатом является повышение коэффициента ослабления входного синфазного напряжения и исключение синфазной составляющей в выходных сигналах операционных усилителей, что позволит повысить эффективность использования их амплитудной характеристики.

Дифференциальный операционный усилитель с пассивным параллельным каналом // 2517699

Широкополосный неинвертирующий усилитель с малым уровнем нелинейных искажений и шумов // 2534972

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в качестве устройства для прецизионного усиления по мощности аналоговых сигналов, в структурах неинвертирующих усилителей и выходных каскадов различного функционального назначения, в том числе ВЧ- и СВЧ-диапазонов. Технический результат: уменьшение уровня нелинейных искажений и шумов различного происхождения в цепи нагрузки ШНУ с неинвертирующим выходным каскадом. Широкополосный неинвертирующий усилитель с малым уровнем нелинейных искажений и шумов содержит неинвертирующий выходной каскад (1), вход которого связан со входом устройства (2) и источником входного напряжения (3) через согласующий резистор (4), цепь нагрузки (5), подключенную к выходу (6) устройства, связанному с выходом неинвертирующего выходного каскада (1). Между входом (2) и выходом (6) устройства включены последовательно соединенные инвертирующий буферный усилитель (7), второй (8) и третий (9) дополнительные резисторы, причем общий узел (10) второго (8) и третьего (9) дополнительных резисторов подключен ко входу корректирующего каскада (11), токовый выход которого (12) соединен со входом неинвертирующего выходного каскада (1). 2 з.п. ф-лы, 19 ил.

Составной транзистор с малой выходной емкостью // 2536672

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в уменьшении эквивалентной выходной емкости составного транзистора. Составной транзистор с малой выходной емкостью содержит выходной транзистор, база которого связана с эмиттером входного транзистора, коллектор подключен к коллектору входного транзистора и связан с эквивалентным коллекторным выводом составного транзистора, база входного транзистора соединена с эквивалентным базовым выводом составного транзистора, а эмиттер выходного транзистора связан с эквивалентным эмиттерным выводом составного транзистора, причем между коллектором и базой выходного транзистора включена первая паразитная емкость коллектор-база, а между коллектором и базой входного транзистора включена вторая паразитная емкость коллектор-база, причем база выходного транзистора связана с эмиттером входного транзистора через неинвертирующий усилитель тока. 2 з.п. ф-лы, 12 ил.

Управляемый избирательный усилитель // 2543298

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может использоваться в устройствах фильтрации радиосигналов, телевидении, радиолокации и т.п. Техническим результатом является уменьшение общего энергопотребления за счет повышения добротности АЧХ ИУ и его коэффициента усиления по напряжению (K0) на частоте квазирезонанса f0. Управляемый избирательный усилитель содержит источник входного напряжения (1), выходной транзистор (2), источник вспомогательного напряжения (3), первый (4) и второй (5) частотозадающие резисторы, первую (6) шину источника питания, первый (7) корректирующий конденсатор, второй (8) корректирующий конденсатор, цепь установления статического режима (9) выходного транзистора (2), вторую (10) шину источника питания, первый (12), второй (13) и третий (15) дополнительные транзисторы, первый (14) и второй (16) токостабилизирующие двухполюсники. Выход устройства (11) связан с общим узлом последовательно соединенных первого (4) и второго (5) частотозадающих резисторов. 12 ил.

Токовое зеркало с пониженным выходным напряжением // 2543313

Изобретение относится к области радиотехники и электроники и может быть использовано в качестве источника тока или высокоомной нагрузки усилителя в структуре аналоговых микросхем и блоков различного функционального назначения. Достигаемый технический результат - повышение точности передачи тока при сохранении высокого выходного сопротивления и низкого выходного напряжения. Токовое зеркало с пониженным выходным напряжением содержит первый и второй входные МОП-транзисторы, включенные последовательно между шиной питания и входом токового зеркала, а также первый и второй выходные МОП-транзисторы, включенные последовательно между шиной питания и выходом токового зеркала, истоки и изолирующие карманы первого входного и первого выходного МОП-транзисторов соединены с шиной питания, а затворы всех МОП-транзисторов и изолирующие карманы второго входного и второго выходного МОП-транзисторов подключены к входу токового зеркала. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Избирательный усилитель с высоким асимптотическим затуханием в диапазоне дорезонансных частот // 2566960

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в расширении допустимого диапазона частот квазирезонанса f0, зависящего от численных значений сопротивления первого частотозадающего резистора. Избирательный усилитель с высоким асимптотическим затуханием в диапазоне дорезонансных частот содержит входной дифференциальный каскад с первым и вторым противофазными токовыми выходами, источник сигнала, связанный с инвертирующим относительно первого токового выхода первым входом входного дифференциального каскада, первую шину источника питания, связанную с общей истоковой цепью входного дифференциального каскада, второй неинвертирующий относительно первого токового выхода вход входного дифференциального каскада, связанный с выходом устройства, токовое зеркало, согласованное со второй шиной источника питания, вход которого соединен со вторым токовым выходом входного дифференциального каскада, а выход соединен с первым выводом первого частотозадающего резистора, первый частотозадающий конденсатор, второй частотозадающий резистор и второй частотозадающий конденсатор, причем выход токового зеркала соединен с первым токовым выходом входного дифференциального каскада, а второй вывод первого частотозадающего резистора связан с цепью смещения статического уровня. 2 з.п. ф-лы, 11 ил.

Мультидифференциальный усилитель для радиационно стойкого биполярно-полевого технологического процесса // 2566964

Изобретение относится к прецизионным устройствам усиления сигналов различных сенсоров. Технический результат заключается в создании радиационно стойкого симметричного мультидифференциального усилителя для биполярно-полевого технологического процесса с повышенным коэффициентом усиления входного дифференциального сигнала. Дополнительный технический результат - уменьшение коэффициента передачи входного синфазного сигнала. Мультидифференциальный усилитель для радиационно стойкого биполярно-полевого технологического процесса, в который введены первый (17), второй (18) полевые транзисторы, истоки которых объединены и связаны с первой (14) шиной источника питания через первый (19) дополнительный резистор, первый (20) и второй (21) дополнительные биполярные транзисторы, коллекторы которых соединены с объединенными истоками первого (17) и второго (18) полевых транзисторов, база первого (20) дополнительного транзистора связана с базой первого (3) выходного транзистора и соединена со стоком первого (17) полевого транзистора, эмиттер первого (20) дополнительного транзистора соединен с эмиттером первого (3) выходного транзистора, база второго (21) дополнительного транзистора подключена к базе второго (6) выходного транзистора и соединена со стоком второго (8) полевого транзистора, эмиттер второго (21) дополнительного транзистора подключен к эмиттеру второго (6) выходного транзистора, коллектор первого (3) выходного транзистора соединен с первым (13) выходом устройства, коллектор второго (6) выходного транзистора соединен со вторым (16) выходом устройства, причем затворы первого (17) и второго (18) полевых транзисторов связаны с первой (14) шиной источника питания. 1 з.п. ф-лы, 10 ил.

Широкополосная цепь смещения статического уровня в транзисторных каскадах усиления и преобразования сигналов // 2568317

Изобретение относится к области усилителей аналоговых ВЧ и СВЧ сигналов. Техническим результатом является расширение диапазона рабочих частот цепи смещения статического уровня. Широкополосная цепь смещения статического уровня в транзисторных каскадах усиления и преобразования сигналов содержит входной транзистор (1), база которого соединена с источником входного сигнала (2), коллектор подключен к первой (3) шине питания, а эмиттер через согласующий резистор (4) соединен с выходом устройства (5), вспомогательный транзистор (6), коллектор которого подключен к выходу устройства (5), эмиттер через токостабилизирующий двухполюсник (7) связан со второй (8) шиной источника питания, а база соединена с источником напряжения смещения (9), корректирующий конденсатор (10), неинвертирующий усилитель напряжения (11), вход которого подключен к выходу устройства (5). Выход неинвертирующего усилителя напряжения (11) связан с эмиттером вспомогательного транзистора (6) через корректирующий конденсатор (10). 8 ил.

Мультидифференциальный операционный усилитель с малым напряжением смещения нуля // 2568318

Изобретение относится к прецизионным устройствам усиления сигналов различных сенсоров. Технический результат заключается в уменьшении абсолютного значения Uсм, а также его температурных и радиационных изменений, обусловленных дрейфом β транзисторов. Мультидифференциальный операционный усилитель с малым напряжением смещения нуля содержит транзисторы, масштабирующий резистор, высокоимпедансный узел 4, третий 5 и четвертый 6 входные транзисторы, токовое зеркало 8, согласованное с первой 9 шиной источника питания, вспомогательный транзистор 18, эмиттером связанный со второй 12 шиной источника питания через четвертый 19 вспомогательный токостабилизирующий двухполюсник, а коллектор соединен с эмиттером четвертого 6 входного транзистора, причем базы третьего 16 и четвертого 18 вспомогательных транзисторов подключены к источнику напряжения смещения 20. Базы первого 11 и второго 14 вспомогательных транзисторов соединены с эмиттером третьего 16 вспомогательного транзистора. 6 ил.

Прецизионный операционный усилитель на основе радиационно стойкого биполярно-полевого технологического процесса // 2568384

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в качестве прецизионного устройства усиления сигналов различных сенсоров. Технический результат заключается в уменьшении напряжения смещения нуля для повышения прецизионности операционного усилителя. Технический результат достигается за счет прецизионного операционного усилителя на основе радиационно стойкого биполярно-полевого технологического процесса, который содержит входной дифференциальный каскад (1), общая эмиттерная цепь которого согласована с первой (2) шиной источника питания, первый (3) токовый выход входного дифференциального каскада (1), эмиттер первого (4) выходного транзистора, первый (5) вспомогательный резистор, вторую (6) шину источника питания, второй (7) токовый выход входного дифференциального каскада (1), эмиттер второго (8) выходного транзистора, второй (9) вспомогательный резистор, первый (10) токостабилизирующий двухполюсник, второй (11) токостабилизирующий двухполюсник, выходной буферный усилитель (12). В схему введены первый (13) и второй (14) дополнительные полевые транзисторы с управляющим p-n переходом и дополнительное токовое зеркало (16). 8 ил.

Каскодный усилитель с расширенным частотным диапазоном // 2571369

Изобретение относится к области радиотехники и связи. Технический результат заключается в расширении диапазона рабочих частот каскодного усилителя без ухудшения коэффициента усиления по напряжению. Устройство содержит входной преобразователь «напряжение-ток», токовый выход которого соединен с эмиттером выходного транзистора, источник напряжения смещения, подключенный к базе выходного транзистора, двухполюсник коллекторной нагрузки, включенный между шиной источника питания и выходом устройства, который связан с коллектором выходного транзистора. Выход устройства соединен со входом дополнительного усилителя тока через дополнительный корректирующий конденсатор, причем выход дополнительного усилителя тока подключен к эмиттеру выходного транзистора. 5 ил.