Библиотека i

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОбРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

299938

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 24.XI.1969 (М 1378890/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 26.111.1971. Бюллетень № 12

Дата опубликования описания 24Х.1971

МПК Н 03f 3/04

Комитет по делам азабретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.375.4(088.8) Авторы изобретения

В. М. Белов, В. А. Буровцев и А. Е. Подзин

Институт автоматики и электрометрии

Заявитель

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

Предлагаемое изобретение может найти применение в автоматике, измерительной, вычислительной и других областях техники.

Оно предназначено для построения дифференциальных входных каскадов с большим входным сопротивлением и высоким коэффициентом подавления синфазных сигналов по разностному выходу.

Известны дифференциальные усилители, содержащие два входных транзистора, к коллекторам которых подключены резисторы нагрузки, а эмиттеры соединены между собой.

Однако такие дифференциальные каскады отличает незначительное подавление синфазных сигналов, в том случае, если транзисторы имеют не одинаковые параметры. Кроме того, параметры транзисторов сильно изменяются от температуры и во времени, вследствие чего коэффициент подавления синфазных сигналов также значительно уменьшается в течение времени и в зависимости от температуры. Это объясняется тем, что при подаче на входы дифференциального усилителя одинаковых сигналов изменяется потенциал эмиттеров входных транзисторов, а следовательно изменяется напряжение на эмиттерном двухполюснике нагрузки (резисторе, источнике стабильного тока), вследствие чего изменяется суммарный ток, и при разных параметрах входных транзисторов он распределяется между ними не поровну и вызывает различные изменения напряжения на коллекторных нагрузках. Кроме того при изменении потенциала на эмиттерах входных

5 транзисторов изменяется также напряжение коллектор-эмиттер входных транзисторов, что также вызывает изменение параметров транзисторов и в конечном счете приводит к появлению разностного сигнала при синфазном

10 сигнале на входах.

Очевидно, что весьма трудно гарантировать высокий коэффициент режекции (коэффициент подавления синфазных сигналов) синфазных сигналов (отношение приведенно15 ro ко входу дифференциального сигнала на выходе к изменению синфазного сигнала на входах) даже при тщательном подборе транзисторов в широком диапазоне изменения температур и в течение длительного времени.

20 Это особенно касается дифференциальных каскадов на полевых транзисторах, так как они не обладают высоким выходным сопротивлением и изменение напряжения сток-исток приводит к появлению значительного

25 разностного сигнала на выходе при изменении синфазного сигнала на входах. Кроме того, полевые транзисторы сильно изменяют свои параметры от температуры, что также значительно снижает коэффициент режекции

30 синфазных сигналов такого дифференциаль299938

50 ного каскада. В то же время балансные каскады на полевых транзисторах имеют очень большое входное сопротивление и дифференциальные усилители на них в некоторых случаях не могут быть заменены аналогичными усилителями на биполярных транзисторах.

К таким устройствам следует отнести в первую очередь устройства сравнения автоматических цифровых вольтметров и операционные усилители.

Целью настоящего изобретения являются увеличение коэффициента режекции синфазных сигналов и коэффициента режекции напряжения питания.

Предлагаемый дифференциальный усилитель содержит два стабилитрона, два стабилизатора тока, входы которых подключены к соответствующим клеммам источника питания усилителя, а выходы соединены между собой через упомянутые стабилитроны, включенные последовательно, и транзистор, эмиттер которого подключен к точке соединения стабилитронов, коллектор к одному из источников питания, а база к эмиттерам входных транзисторов.

В результате этого можно получить режекцию синфазных сигналов даже при не идентичных транзисторах более 100 дб.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого дифференциального усилителя.

Дифференциальный усилитель содержит входные полевые транзисторы 1 и 2, в стоки которых включены резисторы 8 и 4, а истоки соединены между собой и двухполюсником нагрузки 5, последовательную цепь, состоящую из стабилизаторов тока 6 и 7, подключенных к источникам питания разной полярности, выходы стабилизаторов тока соединены между собой через два стабилитрона 8 и

9, и транзистор 10, коллектор которого подключен к одному из источников питания, эмиттер соединен с общей точкой соединения стабилитронов 8 и 9, а база подключена к истокам входных полевых транзисторов 1 и

2. Резисторы нагрузки 8, 4 и второй ввод двухполюсника нагрузки соединены с соответствующими выходами стабилизаторов токаби7.

Как видно из принципиальной схемы при изменении синфазного сигнала на входах дифференциального каскада изменяется напряжение истоков входных транзисторов. Эти изменения напряжения через транзистор 10

35 и стабилитроны 8 и 9 передаются на выходы стабилизаторов тока б и 7. Однако при этом напряжение на двухполюснике нагрузки 5, определяемое стабилитроном 9 и переходом база †эмитт транзистора 10, остается неизменным. Кроме того поддерживается неизменным также напряжение питания стоковой цепи входных транзисторов, которое определяется напряжением стабилизации стабилптрона 8 и напряжением перехода база-эмиттер транзистора 10. Вследствие того, что при изменении синфазного сигнала напряжение питания дифференциального усилителя остается неизменным, не изменяются также параметры входных транзисторов и ток через них.

Благодаря этому такая схема позволяет получить практически любой коэффициент режекции синфазных сигналов. Следует заметить, что здесь можно получить также большой коэффициент режекции питающих напряжений, так как напряжение питания в этой схеме определяется напряжением на стабилитронах 8 и 9.

При усилении разностных сигналов принцип работы предложенного усилителя не огличается от известных дифференциальных усилителей.

Таким образом, предложенный дифференциальный усилитель обладает всеми положительными качествами известных усилителей этого типа и в то же время позволяет получить коэффициент режекции синфазных сигналов более 100 дб без подбора транзисторов. В этой схеме значительно ослабляется также влияние питающих напряжений.

Предмет изобретения

Дифференциальный усилитель, содержащий два входных транзистора, к коллекторам которых подключены резисторы, а эмиттеры соединены между собой, отличающийся тем, что с целью увеличения коэффициента подавления синфазной помехи, усилитель содержит два стабилитрона и два стабилизатора тока, входы которых подключены к соответствующим клеммам источника питания усилителя, а выходы соединены между собой через упомянутые стабилитроны, включенные последовательно, и транзистор, эмиттер которого подключен к точке соединения стабилитронов, коллектор к одному из источников питания, а база к эмиттерам входных транзисторов.

299938

+Еп

Составитель В. А. Чистов

Рсдактор Е. Г. Гончар Текред А. А. Камышникова Корректор Е. Н. Миронов»

Заказ 1234/!4 Изд. № 537 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий;при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2