Дифференциальный усилитель

аУ ССУД АРСТВЕННЫЙПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИ ОПИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Белорусский ордена ТрудовогКрасного Знамени государственныйуниверситет им. В. И. Ленина(54) (57) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ по авт. св. В 987794, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения динамического диапазонавходного сигнала, в него введен ключевой транзистор и предварительный усилитель с парафазным выходом, вход которого является входом дифференциального усилителя, прямой. выход подключен к базе первого трав зистора, а инверсный выход подключен к базе ключевого транзистора, эмиттер ключевого транзистора подключен к змиттеру первого транзистора, а коллектор соединен с коллек тором первого транзистора.Изобретение относится к автоматике и,может быть использовано ваналоговых вычислительных машинах.По основному авт. св. У 987794известен дифференциальный усилительс несимметричным входом, выполненный на первом и втором транзисторах, эмиттерные цепи которых объединены и через первый генератор токаподключены к отрицательной шине источника питания, база первого транзистора является входом дифференциального усилителя, коллектор подключен к положительной шине источникапитания, коллектор второго транзистора соединен через второй генератор тока с положительной шинойисточника питания, а также с базойтретьего транзистора, включенногопо схеме с общим коллектором. эмиттер которого является выходом дифференциального усилителя и подключен через первую цепь обратной связи к базе второго транзистора, атакже содержащий третий генератортока, один вывод которого соединенс отрицательной шиной источника питания, дополнительных транзисторов,коллекторы которых объединены иподключены к коллектору второготранзистора, а эмиттеры также объединены и подключены к эмиттеру второго транзистора, ф) цепей об.ратной связи и резистивный делитель,напряжения, включенный между эмит- -тером третьего транзистора и другим З 5выводом третьего генератора тока;при этом база каждого из дополнительных транзисторов, кроме И-го,через соответствующую цепь обратной связи подключена к одноименному выводу резистивного делителянацряжения, а база Н-го дополнительного транзистора соединена сдругим выводом третьего генераторатока.45Недостатком известного устройст.ва является узкий диапазон входного сигнала.Цель изобретения - расширениединамического диапазона входногосигнала и обеспечение возможностиобработки двухполярного входногосигнала.Для достижения поставленной цели в дифференциальный усилитель снесимметричным входом, выполненныйна первом и втором транзисторах,эмиттерные цепи которых объединены и через первый генератор тока подключены к отрицательной шине источника питания, база первого транзистора является входом дифференциального усилителя, коллектор подключен к положительной шине источникапитания, коллектор второго транзистора соединен через второй генератор тока с положительной шиной источника питания, а также с базой третьего транзистора, включенного . по схеме с общим коллектором, змиттер которого является выходом дифференциального усилителя и подключен через первую цепь обратной связи к базе второго транзистора, а также содержащий третий генератор тока, один вывод которого соединен с отрицательной шиной источника питания, и дополнительных транзисторов. коллекторы которых объединены и подключены к коллектору второго транзистора, а эмиттеры также. объединены и подключены к эмиттеру второго транзистора, (И) цепей обратной связи и резистивный делитель напряжения, включенный между эмиттером третьего транзистора и другим выводом третьего генератора тока, при этом база каждого из дополнительных транзисторов кроме М-го, через соответствующую цепь обратной связи подключена к одноименному выводу резистивного делителя напряжения, а база И-го дополнительного транзистора соединена с другим выводом третьего генератора тока, введены ключевой транзистор и предварительный усилитель с парафазным выходом, вход которого является входом дифференциального усилителя, прямой выход подключен к базе первого транзистора, а инверсный выход подключен к базе ключевого транзистора, эмиттер ключевого транзистора подключен к эмиттеру первого транзистора, а,коллектор соединен с коллектором первого транзистора.На фиг. 1 представлена принципит альная электрическая схема предлагаемого дифференциального усилителя; на фиг. 2 - зависимость У ы от БфДифференциальный усилитель содержит первый 1, второй 2 и третий 3 транзисторы, три генератора тока 4-6, И дополнительных транзисторов 71, 7, , 7 н, Н цепей об1145457 1 О 30 35 40 3ратной связи 8, 82 й8 Мрезисторов 9 , 9 , , 9 резистивного делителя напряжения й атакже ключевой транзистор 10 и предварительный усилитель 11.Дифференциальный усилитель работает следующим образом.Для простоты коэффициент усиления предварительного усилителяК = 1.В исходном состоянии при напряжении источника входного сигнала,равном нулю, напряжение на прямойи инверсном выходах усилителя равно нулю, первый 1, второй 2 и ключевой 10 транзисторы открыты, напряжение на выходе дифференциального усилителя равно нулю. Дополнительные транзисторы 7 72,7 я закрыты. При росте входногонапряжения в положительную сторонуключевой транзистор 10 закрывается,и коэффициент передачи К дифференциального усилителя определяетсясоотношением резисторов в цепи 8обратной связи.При достижении входным сигналомвеличины 1 Оехгде К - коэффициент передачи цепи8 г обратной связи, транзистор 7 й откроется, а транзистор 2 закроется, что соответствует первой точке перегиба на фиг. 2.При увеличении амплитуды напряжения входного сигнала до Уе начинает открываться транзистор 7 и запираться транзистор 7 . Это соответствует второй точке перегиба (фиг. 2) 41, (йй, . йй, ) в (й) к,(1)ВХ 2 К,- К где К - коэффициент передачи цепи8 з обратной связи.При увеличении входного напряжения в отрицательную сторону ключевой транзистор 10 открывается, а первый транзистор 1 запирается, напряжение на инвертирующем выходе предварительного усилителя 11 будет расти н положительную сторону и дифференциальный усилитель будет работать точно также как и при входных сигналах положительной полярности, а напряжения точек перегибаЦ(": и "1 11 21 = у 1)Е 1 Е 1 й Е 2 ЕХ 2 и т,д.Таким образом, каждый участок кусочно-линейной характеристики дифференциального усилителя, как для входных сигналов положительной полярности, так и для отрицательных входных сигналов определяется, своим коэффициентом обратной связи: первый К , второй К 1, третий К 2) и т,дВ общем случае при М дополнительных транзисторах для каждой полярности сигнала и коэффициенте усиления усилителя равном К1 2)е ехй Р-О )к .(ц й 1 й.1- /йДй(к -1 КТаким образом,. предложенная схемапреобразует двухполярные сигналыс высокой точностью.