Устройство усиления сигналов

(21) 493264 (22) 14.03,9 (46) 07;05.9 (76) В.А.Фе (56) Титце схемотех рис.15,19,устройство соднал на операциототный каналение-токсдифвыходной повтортирующий вхения - ток соедвходом операция входом устротеля напряжениВыходного по, сокочанапряждом иНеинвенапряжющимявляетразовавходомния, 1 ержит низкочастотнном усилителе, вина преобразователе ференциальным вхоритель напряжения. од преобразователя инен с неинвертируонного усилителя и йства, Выход преобе - ток соединен с вторителя напряже,Грельниковэя(57) Испописи иизмерите етьего соеди- ходом браГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР:доров, Н.С.Саитов и ПУ., Шенк К, Полупровника, - М.: Мир, 198 ЙСТВО УСИЛЕНИЯ СИьзование; в устройствавуковоспроизведения,ьной технике, Сущност Изобретение относится к электроннойтехнике и может быть использовано в устройствах звукозаписи и звуковоспроизведения, а также в измерительной технике.Целью изобретения является повышение быстродействия и снижения динамических искажений, в частности уменьшениявремени установления выходного напряжения,На фиг.1 приведена функциональнаясхема устройства усиления сигналов; нафиг.2 - вариант практической реализациипредлагаемого устройства,Устройство усиления сигналов содержит первый 1, второй 2 и третий 3 резисторы, операционный усилитель (ОУ) 4,буферный каскад 5 и преобразователь 6 напряжение-ток. Неинвертирующие входыпреобразователя 6 напряжение-ток и ОУ 4соединены вместе и образуют неинвертирующий вход устройства, Инвертирую 1 цийвход ОУ 4 соединен с первыми выводамипервого и второго резисторов. Второй вывод первоо резистора 1 соединен с инвертирующим входом преобразователя 6 и с инвертирующим входом устройстваОУ 4 соединен с первым выводомрезистора 3, второй вывод которогнен с выходом преобразователя 6 ибуферного каскада 5,Устройство работает следующи зом.Разница напряжений на входах устройства ЬОх преобразуется преобразователем 6 в ток, благодаря чему на резисторе 3 выделяется напряжение, которое через буферный каскад 5 поступает на выход устройства, Сигнал обратной связи с выхода устройства через резистор 2 поступает на инвертирующий вход ОУ 4, который сравнивает его с сигналом на неинвертирующем входе. Возникающая ошибка компенсируется изменением потенциала первого вывода резистора 3. Для уменьшения искажений необходимо, чтобы коэффициент преобразования преобразователя 6 был выбран таким, чтобы выделяемое на резисторе 3 напряжение было равно требуемой разнице напряжений ЬОвых между выходом и инвертирующим входомЬ Овых ЬОвх ( - + 1).ЙгЙ 1Тогда коэффициент преобразования К должен быть равен:К -- +1Поскольку ОУ корректирует только ошибку преобразования, его коэффициент 10 усиления может быть уменьшен, а быстродействие увеличено, что дополнительнб снижает искажения сигнала, Резистор йз должен быть достаточно низкоомным; чтобы не вносить дополнительных фазовых за держек сигнала.Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известными за счет введения новых элементов й связей между ними усиливает сигналы с меньшими искажениями и большим быстродействием.На фиг.2 приведен вариант практиче- ской реализации заявленного устройство, В нем используется стандартный операционный усилитель А 1, Выходной каскад выпол. нен по двухтактной схеме на транзисторах ЧТ 6, ЧТ 6 и диодах Ч 01, ЧО 2, Эмиттеры т ранэисторов ЧТ 6, ЧТ 6 соединены вместе и присоединены к второму выводу второго резистора и выходу устройства. База ЧТ 6 З 0 , соединена с катодомЧО 1 и вторым выводом резистора Вз Анод диода ЧО 1 соединен с катодом ЧО 2, анод ЧОг с базой транзистора ЧТ 6 и коллектором транзистора ЧТ 4 преобразователя напряжение - ток. Коллекторы транзисторов ЧТ 6, ЧТ 6 соединены с положительнйм и отрицательным источниками питания соответственно, Преобразователь напряжение - ток выполнен на транзисторах МТ 1, ЧТ 2, ЧТЗ, Ю 4, резисторах Й 4, Вб, Вб, В 7, йв, причем база р-и-р-транзистора ЧТ 1 соединена с неинвертирующим входом ОУ и . неинвертирующим входом устройства.База р-п-р-транзистора ЧТ 2 соединена с Вторым выводом резистора В 1 и инвертиру ющим входом устройства. Коллектор ЧТ 1 соединен с коллектором ЧТз и базами ЧТз и ЧТ 4. Коллектор ЧТ 2 соединен с эмиттером ЧТ 4 и перВым выводом резистора Й 7. Вторые выводы резисторов В 7 и Вв соединены 50 с отрицательным источником питания, Эмиттеры ЧТ 1, ЧТ 2 соединены с вторыми выводами резисторов В 5 и В 6 соответствен, но. Первые выводы В 6 и В 6 соединены вместе и со вторым выводом резистора В 4, 55 первый вывод которого соединен с положительным источником питания, Коллектор ЧТ 4 является выходом преобразователя напряжение - ток, Неинвертирующий вход ОУ А 1 соединен с первыми выводами резисторов В 1 и Вг, а выход ОУ с первым выводом резистора йз.Устройство работает следующим образом.При появлении разности напряжений на входах устройства появляется разность потенциалов на базах дифференциального каскада ЧТ 1, ЧТ 2, что приводит к изменению тока коллекторов ЧТ 1, ЧТ 2 на величинуд ЬЫхВв+ Й 6+2 йэгде Вэ - сопротивление эмиттеров ЧТ 1, ЧТ 2.Изменение токов коллекторов ЧТ 1, ЧТ 2 благодаря зеркалу тока, выполненного на ЧТз, ЧТ 4, В 7, Вв приводит к появлению удвоенного значения приращения тока в коллекторе Ч 4, который, протекая через резистор Йз, преобразуется в приращение напряжения на базах ЧТ 5, ЧТ 6, и, как следствие, на выходе устройства. При условии2 йз Й 5+В 6+2 Вэ где К - коэффициент передачи устройства по напряжению, изменение приращения напряжения на выходе устройства, вызванное приращением тока преобразователя напряжение ток, будет близко к требуемому. Ошибку откорректирует ОУ А 1 благодаря действию обратной связи с выхода устройства на инвертирующий вход ОУ.Поскольку преобразователь напряжение - ток не требует частотной коррекции, то скорость нарастания напряжения на выходе устройства может достигать 1000 - 2000 8/мкс, что и разрешает противоречие между требованием высокого коэффициента усиления и большой скорости нарастания для минимизации задержки сигнала по цепи обратной связи.Формула изобретения 1, Устройство усиления сигналов, содержащее низкочастотный канал, выполненный на операционном усилителе, высокочастотный канал, а также выходной повторитель напряжения, первый и второй резисторы, первые выводы которых объединены, причем второй вывод первого резистора является инвертирующим входом устройства усиления сигналов, а второй вывод второго резистора соединен с выходом выходного повторителя напряжения, о тл ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и уменьшения динамических искажений, Высокочастотный канал Вы1814750 6 К -- +1 Фиг 1Составитель В.федоровТехред М,МоргенталРедактор В.Трубченко ктор В Петр Ко Заказ 1846 . Тираж . Подписное . ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям п 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4 И НТ СССР изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 ских искажений. высокочастотный канал выполнен на преобразователе напряжение - . ток с дифференциальным входом, а между выходом операционного усилителя и вхо-дом выходного повторителя напряжения 5 введен третий резистор, причем неинвертирующий вхбд преобразователя напряжение ; ток соединен с нейнвертирующим входом операционного усилителя и является неинвертирующим входом устройства усиления 10 сигналов, инвертирующий вход соединен со вторым выводом первого резистора, а выход - с входом выходного повторителя напряжения, точка соединения первого и торого резисторов подключена к инвертирующему входу операционного усилителя,2, Устройство по п.1, отл ич а ю щеас я тем, что, с целью уменьшения времени установления, коэФфициент преобразования преобразователя напряжение - ток где й 1, й 2 и йз - первый, второй и третийрезисторы,