Выходной усилитель

 

1 1 у

О ПИСА Н- И Е

330526

Сома Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

М.Кл. Н 03f 3/20

Заявлено 22.1Ч.1970 (№ 1438234/26-9) с присоединением заявки ¹â€”

Приоритет—

Опубликовано 24.11.1972. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 21.1Ч.1972

Комитет по делам иаобретений и открытиЯ ло11,Совете Министров

СССР

УД1<, 621.375.621.317 (088.8) Авторы изобретения

Л. Я. Даниленко, 3 К. Казимиров, А. Г. Канаровский, А. С. Покаржевский и Н. В. Пунинский

Заявитель

ВЫХОДНОЙ УСИЛИТЕЛЬ

Изобретение относится к области радиоэлектроники, в частности к выходным усилителям, и может быть использовано в радиоэлектронных устройствах различного, например медико-биологического, назначения.

Известны выходные усилители с регулируемой величиной выходного сопротивления, содержащие усилительный каскад, выполненный по схеме составного эмиттерного повторителя, выход которого соединен с нагрузкой через регулируемый резистор.

С целью обеспечения величины выходного напряжения, независимо от величины регулируемого резистора параллельно усилительному каскаду включен дополнительный усилительный каскад, выполненный на последовательно соединенных транзисторах и-р-и и р-и-р проводимостей; вк.поченных, соответственно, по схемам каскадов с общим коллектором и общей базой, при этом выход каскада с общей базой подкл1о 1еп к точке соединения нагрузки и регулируемого резистора.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого выходного усилителя.

Устройство содержит усилительный каскад1 с низким выходным сопротивлением, выход которого связан с выходом дополнительного усилительного каскада 2 с BblcoKHM выходным сопротивлением через регулируемый резистор 8.

Один вывод нагрузки 4 подключен и точке соединен:1я регулируемого резистора 8 с выходом усилительного каскада 2, а другой вывод нагрузки 4 — к шине источника витания

5 каскад 1 по постоянному току.

Усилптельнь и каскад 1 с низким выходным сопротивлением выполнен vo схеме составного эмиттерного повторителя на транзисторах и-р-rz типа, выход которого последовательно

10 через регулируемый резистор 8 связан с. нагрузкой 4. Дополнительный усилительный каскад 2 с высоким выходным сопротивлением выполнен на двух транзисторах разного типа проводимости, причем транзистор р-и-р-типа

15 является основным и включен по схеме с общей базой, а транзистор типа и-р-п. — токовым возбудителем эмиттерной цепи основного транзистора и выполнен по схеме эмпттерного повторителя с делителем напряжения сигнала

2О в цепи базы, Входы усилительных каскадов 1 и 2 соединены непосредственно.

Импульсный, синусоидальный (илп другой формы) сигнал поступает на входы усилительных каскадов 1 и 2 и, усиливаясь, выделяется

25 на их выходах. При величине регулируемого резистора 8, равной =о (1х= x ), усилительный каскад 1 оказывается не связанным с нагрузкой 4, т. е. работает в режиме холостого хода, а дополнительный усилительный каскад 2

3о оказывается нагруженным только на нагруз330526 ку 4. В этом состоянии схемы выходное напряжение устройства определяется только за счет действия на нагрузку 4 дополнительного усилительного каскада 2, а выходное сопротивление всего устройства (по отношению к нагрузке 4) равно его высокому выходному сопротивлению.

По мере уменьшения значения регулируемого резистора 8 от до 0. высокий выходной импеданс устройства все больше шунтируется низким выходным сопротивлением усилительного каскада 1 и в пределе, когда значение регулируемого резистора 8 становится равным

O(R=O), выходное сопротивление всего устройства равно параллельно включенным выходным сопрогивлениям усилительных каскадов 1 и2.

Если выходное сопротивление усилительного каскада 1 намного меньше выходного сопротивления дополнительного усилительного каскада 2, то выходное сопротивление устройства оказывается равным низкому выходному сопротивлению усилительного каскада l.

В этом состоянии схемы выходное напряжение устройства определяется суммарным действием на нагрузку 4 основного и .(ополнительного усилительных каскадов 1 и 2.

Если низкое выходное сопротивление усилительного каскада 1 намного меньше сопротивления нагрузки 4 то действием дополнительного усилительного каскада 2 на нагрузку

4, с точки зрения его доли выходного напряжения, можно пренебречь, так как выход его шунтируется очень низким ияходным сопротивлением усилительного каскада 1, который и определяет в этом режиме выходное напряжение устройства. В случае промежуточных величин регулируемого резистора 8, находящихся в пределах от - до О, можно получить любое промежуточное состояние каскада как по выходному сопротивлению, так и по выходному напряжению. Если выходное напряжение устройства сказывается фиксированным во всем диапазоне изменения регулируемого резистора 8, то г Z — Zí+R

40 резистора 8

R2 (Ri+R)

1 2+Я +Л где: Я вЂ” величина активного регулируемого резистора 8;

Ri — выходное сопротивление усилительного каскада 1;

R2 — выходное сопротивление дополнительного усилительного каскада 2.

Если величина регулируемого резистора 8 равна. (R= = ), то

R- =R2.

Если величина регулируемого

R2.Ri равна О (R=O), то R i=

R2+R

Практически легко выполнимо условие

Ж «R2, тогда при R=O: Л" =В.

Следовательно, при выполнении указанных условий диапазон изменения выходного сооротивления устройства определяется величинами

Ri и R2. Максимально возможный диапазон изменения выходного сопротивления каскада при изменении величины регулируемого резистора 8 в пределах от до О (R= .-. — О) можно определить, предположив, что

R.=О и R2= :. Тогда из приведенной выше полной формулы для R--«. каскада получаем:

lo R" =R с — О, т. е. предлагаемое устройство обладает очень широким диапазоном изменения его выходното сопротивления. 1«роме того, его,выходное напряжение фиксируется при изменении величины активного .регулируемого

15 резистора 8 в пределах от- до О, т. е. при изменении в широких пределах выходного сопротивления усгройства (от высокого выходного сопротивления дополнительного усилительного каскада 2 до низкого выходного сою0 противления усилительного каскада 1).

Рассмотрим работу предлагаемого выходного каскада в этом режиме, где R — величина регулируемого резистора 8, Ri — низкое выход25 ное сопротивление усилительного каскада l, R2 — высокое выходное сопротивление дополнительного усилительного каскада 2, Ую — выходное напряжение усилительного каскада 1, 1ю — выходной ток дополнительного усилитель30 ного каскада 2, Z — сопротивление нагрузки

4 каскада.

Для значений R2)) Zrr, Ri . < Z анализ выходного усилителя, произведенный с помощью метода суперпозиции, дает следующее выра35 жение: — доля выходного напряжения устройства за счет воздействия на нагрузку 4 усилительного каскада 1;

lîZ 1х

Zн+R — доля выходного напряжения устройства за счет действия дополнительного усилительного

5О каскада 2 на нагрузку 4.

Если Uo — выходное напряжение усилительного каскада 1, lю — выходной ток дополнительного усилительного каскада 2;

Z — сопротивление нагрузки 4, то практически легко выполнимо условие:

lnZ = Uo.

При выполнении этого условия напряжение на нагрузке 4 за счет действия на нее только

60 лишь усилителя 2 равно по амплитуде и фазе напряжению основного усилителя 1.

Этот режим работы характеризуется тем, что его выходное напряжение не зависит or величины регулируемого резистора 8 во всем

65 длапазонс его изменения, 330526 и,ЕИ, Uo. Лн

Z +R Z+R

Предмет изобретения

8yixoo

Составитель Л. Багян

Редактор т. Морозова

Текред T. Ускова

Корректор Е Зимина

Заказ !450 Изд. № 304 Тираж 448 Подписное

ЦР1!1ИП11 Комитета по лолам изобретений и открытий ири Сов To Минис1ров СССР

Москва, Ж-Ç5, Раушская наб., д. 4/5

Областная типография Костромского управления по печати

Л +Л т. е, U- -=Уо. — Up=const =; — -. f(R).

Я+Я

При R=:и...=и,+и,=0+i,.г„= Up.

При R=0: U.. = сЛ+И2= Ив+О = Уо.

Для любого промежуточного значения R в лред(JIB/ OT ж до 0 выходное напряжение устройства тоже равно значению С4.

Итак, при IoZ=Uo 15

U. =Up — — const g f(R).

Выполнение другого условия: Io=Z«

lo Zs>Uo определяет режим работы с асимптотическим увеличением выходного напряжения 25 от номинальной величины Uo до предельной величины 1оХ.

Таким образом, частотная характеристика предлагаемого выходного усилителя остается постоянной во всем диапазоне изменения выходного сопротивления при одинаковых частотных характеристиках обоих усилителей 1 и

2. Кроме того, предлагаемое устройство устойчиво к самовозбуждению во всем Диапазоне изменения его выходного сопротивления, если усилительные каскады и 2 устойчивы при раздельной работе на нагрузк 4, Выходной усилитель с регулируемой величиной выходного сопротивления, содержащий усилительный каскад, выполненный по схеме составного эмиттерного повторителя, выход которого соединен с нагрузкой через регулируемый резистор, отличающийся тем, что, " целью обеспечения величины выходного напряжения, независимой от величины регулируемого резистора, параллельно усилительному каскаду вклгочен дополнительный усилительньш каскад, выполненный на последовательно соединенных транзисторах и-р-и. и р-и-р проводимостей, включенных соответственно по схемам каскадов с общим коллектором и общей базой, при этом выход каскада с общей базой подключен к точке соединения нагрузки и регулируемого резистора.