Дифференциальный усилитель

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК рц .Н 03 Р 3/ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ авук ство СССР 02, 1983. воиства стотах. траИ. ванне ан - М., 1 б,с,(5) Изобрет радиотехники уменьшение н пользовании; нала магнитн но-частотной изведения), УСИЛИТЕЛЬ ится к обл бретенияшумов при источ ника (при ампли канала во альный усил ние отно Цель из пряжения качеств и ния шумов отдель- известного устроГ нын анализ напряжные составляющиества имеют большуюпредложенного присоставляющих. 2 ил еличину, чем у венстве других и гол тудпроиоррекцни ФАеренци ГОСУДАРСтВЕННЫй КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР,801603525 А тель содержит первый транзистор 1,и транзисторов 2, образующих эквивалент второго транзистора, первый резистор 3 и п резисторов 4, образующих эквивалент второго резистора, генератор 5 тока, источник 6 входногосигнала и цепь 7 обратной связи, Попостоянному току первый транзистор 1и каждый из транзисторов 2 находятсяв одинаковом электрическом режиме.Поддержание дифференциального усилителя в равновесии по постоянному току происходит благодаря цепи 7 отри"цательной обратной связи (ООС), причем с ростом количества транзисторовво втором плече растет управляющийток ООС, Как показывает сравнительДифференциальный усилитель отно"сится к радиотехнике, звуковому произведению и микроэлектронике и можетбыть использовано в магнитофонах приизготовлении малошумящих усилителейвоспроизведения,Цель изобретения - уменьшение напряжения шумов при использовании вкачестве источника сигнала магнитнойголовки (при амплитудно-частотнойкоррекции канала воспроизведения) .На фиг. 1 приведена одна из возможных реализаций принципиальной электрической схемы дифференциального уси.лителя (ДУ); на фиг. 2 - его эквивалЕнтная схема.ДУ содержит первый транзистор 1,и транзисторов 2, образующих эквива"лент второго транзистора, первый резкстор 3 и и резисторов 4 образующйх эквивалент второго резистора, гекаратор 5 тока, источник 6 входногосигнала и цепь 7 обратной связи,Дифференциальный усилитель работаег следующим образом.По постоянному току первый транзистор 1 и каждый из транзисторов 2находятся в одинаковом электрическомРЕжиме. Поддержание ДУ в равновесном ЭОсостоянии по постоянному току происхОдит благодаря цепи 7 отрицательнойобратной связи (ООС), причем с ростомкОличества транзисторов во второмплече растет упРавляющий ток ООС. По- З 5мехи, создаваемые генератором 5 на выходе ДУ, проявляются как в известных ДУ.По входному сигналу ДУ приближается к работе усилителя ка одном трач Озистаре по схеме ОЭ.Входное напряжение сигнала прикла-дывается в основном к гинамическомусопротивлению эмиттера первого транзистора 1, включенного по схеме ОЭ, авторое плечо, включенное по схеме общей базы, имеет динамическое сопротивление эжттеров транзисторов меньшее,чем пЕрвое плечо, поэтому к нему прикладываеч ся и меньшее входное напряжение сигнала,Обозначения на эквивалентной схемегриняты при следующих условиях; и " количество транзисторов, резисторов во втором плече ДУ, 1 - оптимальный коллекторкый ток транзистораобеспе" чкваюший минимальное значение напряжения шумов при конкретном сопротивленни источника сигнала; гс - актив= ное сопротивление базы; г =гр/1 э - динамическое сопротивление эмиттера;8=1/г э - крутизна; 1- эквивалентный шумовой ток, соответствующий оптимальному коллекторному току транзистора.Эквивалентный .шумовой ток и эквивалентное шумовое напряжение, приве" денные к входу, можно определить исходя из выражения 4.опр еделяютсд шумьц1Г - частота среза шумов типа -оУ(3, - статический коэффициент передачи тока;К с - эквивалентная шумовая проводимостьг - эквивалентное шумовое сопротивление,Зная параметры х, ц можно определить суммарное напряжение шумов (ц ) при любом сопротивлении источника сигнала по Формуле:Суммарные напряжения шумов для из- вестного и предложенного ДУг гз 21 сц 2 =-41 сТГ г + - +К + - -(г+Р,) г+ыьдчи ю 2г +г + - +й +- (г +У ) (1)гэ 2 Ъос г Ь- ос 1ЭвГ + +к +-(,+ )+Г,гр г,иЬ г 3г++к .1 - (- +К ) 2 (2)и и сс г из1+1, /2где 1 с= ---- .2 оСравнение выражений (1) и (2) показывают, что ц . ,цтак какотдельные составляющие выражений (1)и (2) известного устройства имеютбольшую величину, чем предложенногопри равенстве других составляющих,а именко:1603525 с (г +К )г ( +К )г2 стй г 3г и Ос 10 15 Фю, РСоставитель Ю.Рогаткинедактор Л.Пчолинская Техред М.Дидык Корректор Т аказ 3393 краж 6 писное обретениям и открытия Раушская наб., д, 4/5 Государственного комитета по 113035, Москва, Жри ГЕНТ ственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 10 Прои Фпри п=4 г=400 Ом, К, =50 Ом.Выходное напряжение с первого и 5второго плеча ДУ можно определить поАор мулам: 1 К,=е ----вьй,2 п+1 гпри п 001 и вву г +ОеЭкспериментально определено, что " применять болеечем п=4, нецелесообразно, т.к. эААект уменьшения шу-. мов замедляется. При уменьшении Дь и увеличении г эффект уменьшения шумов растет.Технологически с увеличениемувеличивается гр. Экспериментальные исследования предложенного ДУ во входном каскаде операционного усилителя по сравнению с прототипом показали, 25 что напряжение шумов меньше на 1 1,5 дБ в режиме короткого замыканияпо входу и на 1,5-2 дБ " с магнитнойголовкой типа ЗД 24 Н на входе. Формула и з обр етения ДиФАер енциальный усилитель, выполненный на первом и втором транзисторах, в коллекторные цепи которых включены первый и второй резисторы соответственно, и генераторе тока, включенном в цепь объединенных эмиттеров первого и второго транзисторов, причем база первого транзистора является входом устройства, а база второго - входом для подключения цепи обратной связи, отличающийся тем, что, с целью уменьшения напряжения шумов при использовании в качестве источника сигнала магнитной головки, площадь эмиттера второго транзистора больше площади эмиттера первого тран" зистора, а сопротивление второго резистора во столько же раз меньше сопротивления первого резистора.